DE102017128963B4

DE102017128963B4 - Hochvolt-schmelzsicherung und stromverteiler mit hochvolt-schmelzsicherung sowie verfahren zur herstellung und montage einer solchen schmelzsicherung

Info

Publication number: DE102017128963B4
Application number: DE102017128963.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Gruber; Daniel Will
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2017-12-06
Filing date: 2017-12-06
Publication date: 2019-07-25
Anticipated expiration: 2037-12-07
Also published as: DE102017128963A1

Abstract

Hochvolt-Schmelzsicherung (100) für einen Einsatz in einem Fahrzeug mit
- einem elektrisch isolierenden Gehäuse (108),
- einem ersten Kontaktelement (102), von dem ein erster Endabschnitt (112) auf einer ersten Gehäuseseite (110) aus dem Gehäuse (108) herausragt,
- einem zweiten Kontaktelement (104), von dem ein zweiter Endabschnitt (116) auf einer von der ersten Gehäuseseite (110) abweichenden zweiten Gehäuseseite (114) aus dem Gehäuse (108) herausragt,
- wobei das erste und zweite Kontaktelement (102, 104) durch einen in dem Gehäuse (108) aufgenommenen Schmelzleiter (106) miteinander elektrisch verbunden sind,
- ein mit dem ersten Kontaktelement (102) gekoppeltes erstes Diagnosekontaktelement (118), von dem ein erster Diagnosekontaktendabschnitt (122) im Wesentlichen quer zum ersten Kontaktelement (102) angeordnet ist,
- einem mit dem zweiten Kontaktelement (104) gekoppelten zweiten Diagnosekontaktelement (120), von dem ein zweiter Diagnosekontaktendabschnitt (124) im Wesentlichen quer zum zweiten Kontaktelement (104) angeordnet ist,
- wobei die Kontaktelemente (102, 104) und der Schmelzleiter (106) und das erste Diagnosekontaktelement (118) und/oder das zweite Diagnosekontaktelement (120) einteilig aus Sicherungsblech bestehen,
- wobei die beiden Kontaktelemente (102, 104) zumindest zweilagig gefaltet und das erste Diagnosekontaktelement (118) und/oder das zweite Diagnosekontaktelement (120) einlagig ausgeformt sind und als Stanzbiegeteil ausgeformt sind,
- und der erste Diagnosekontaktendabschnitt (122) und/oder der zweite Diagnosekontaktendabschnitt (124) in einer Ebene quer zu einer von den Kontaktelementen (102, 104) aufgespannten Ebene angeordnet sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochvolt-Schmelzsicherung für ein Kraftfahrzeug sowie einen Stromverteiler mit zumindest einer solchen Schmelzsicherung und ein Herstellungsverfahren sowie Montageverfahren einer solchen Schmelzsicherung.
Stand der Technik
Schmelzsicherungen werden in vielen elektrischen und elektronischen Geräten zum Schutz des Benutzers und von Komponenten oder Leitungen des Geräts eingesetzt. So finden sich in modernen Kraftfahrzeugen eine Vielzahl von Sicherungen, um einzelne Versorgungspfade, beziehungsweise Kabelstränge oder Lasten elektrisch abzusichern. Um den Austausch von ausgelösten Schmelzsicherungen zu erleichtern, werden diese häufig als Stecksicherung ausgeführt.
DE 10 2010 046 642 A1 offenbart einen elektrischen Energiespeicher umfassend eine elektrische Zelle, die über ein Leiterelement mit einem elektrischen Element elektrisch verbunden ist. Das Leiterelement weist ein Sicherungselement auf und ist insbesondere als ein Stanzbiegeelement ausgebildet. Hierdurch wird bevorzugt eine innere Absicherung der einzelnen Zellen des Akkumulators erreicht.
DE 20 2009 002 852 U1 zeigt eine Sicherungsanordnung insbesondere für ein Kfz-Bordnetz, mit einem Sicherungsblech mit einer Anzahl von als Schmelzsicherungen ausgebildeten Sicherungselementen zur Absicherung eines jeweiligen Strompfades, wobei zu den Sicherungselementen Spannungs-Messabgänge vorgesehen sind, die mit einer Auswerteeinheit zur Ermittlung des über den jeweiligen Strompfad fließenden elektrischen Stromes verbindbar sind.
DE 10 2006 024 391 A1 beschreibt eine Sicherungseinheit mit Mehrfachstecker insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen. Die Sicherungseinheit umfasst eine elektrisch leitende Sammelschiene als Stromzuführung sowie mehrere Anschlüsse für individuelle Verbraucher, die direkt oder über zwischengeschaltete Schmelzsicherungen mit der Sammelschiene elektrisch leitend verbunden sind. Die Sammelschiene weist eine Kontaktzunge auf, welche gestaltet ist, um ohne Zwischenschaltung einer weiteren Anschlusskontur direkt als Steckergeometrie mit einem externen Potential in leitenden Kontakt gebracht zu werden.
Auch die JP 2010-015 715 A zeigt eine Schmelzsicherung.
Für einen zuverlässigen Betrieb des Kraftfahrzeuges oder von Teilsystemen des Kraftfahrzeuges sind Diagnosefunktionen über den Zustand der eingesetzten Sicherungen sinnvoll oder notwendig. Aktuell wird dies aufwändig entweder in Steuergeräte integriert, wobei systembedingt keine sicherungsindividuelle Aussage getroffen werden kann, oder Spannungsabgriffe werden in die Verschraubung der Anschraublaschen integriert. Dabei entsteht sowohl in der Fertigung als auch der Montage ein zusätzlicher Aufwand.
Beschreibung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel eine Diagnosefunktion auf Sicherungsebene zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
Eine Schmelzsicherung, welche insbesondere für den Einsatz in einem Hochvolt-Bordnetz in einem Fahrzeug vorgesehen ist, weist ein erstes Kontaktelement sowie ein zweites Kontaktelement auf, welche durch einen Schmelzleiter elektrisch miteinander verbunden sind. Weiterhin weist die Schmelzsicherung ein elektrisch isolierendes Gehäuse auf. Das Gehäuse umschließt den Schmelzleiter und jeweils einen Teilabschnitt der beiden Kontaktelemente. Von dem ersten Kontaktelement ragt ein erster Endabschnitt auf einer ersten Gehäuseseite aus dem Gehäuse heraus. Von dem zweiten Kontaktelement ragt ein zweiter Endabschnitt auf einer zur ersten Gehäuseseite verschiedenen zweiten Gehäuseseite aus dem Gehäuse heraus. Die beiden Kontaktelemente durchdringen somit jeweils eine der Gehäuseseiten. Die Wände des Gehäuses sind elektrisch isolierend eingerichtet. An dem ersten Kontaktelement ist ein erstes Diagnosekontaktelement ausgebildet. Das erste Diagnosekontaktelement ist in einem Toleranzbereich quer zum ersten Kontaktelement angeordnet. Das erste Diagnosekontaktelement kann dabei entweder zur Längserstreckung des ersten Kontaktelements und ergänzend oder alternativ zur Breitenerstreckung des ersten Kontaktelements quer ausgerichtet sein.
Unter einem Fahrzeug kann insbesondere ein Kraftfahrzeug verstanden werden, welches ein Hochvolt-Bordnetz mit einer Spannung über 60 V aufweist. Beispielsweise kann das Hochvolt-Bordnetz des Kraftfahrzeugs eine Spannung von über 400 V oder über 800 V aufweisen.
In einer Ausführungsform ist das Gehäuse im Wesentlichen quaderförmig. In einer alternativen Ausführungsform weist das Gehäuse im Wesentlichen eine rollenzylindrische Form auf.
Die Schmelzsicherung weist ein mit dem zweiten Kontaktelement gekoppeltes zweites Diagnosekontaktelement auf. Ein zweiter Diagnosekontaktendabschnitt des zweiten Diagnosekontaktelements kann im Wesentlichen quer zum zweiten Kontaktelement angeordnet sein.
Die beiden Kontaktelemente und das erste Diagnosekontaktelement können in einer Ebene angeordnet sein. Weiterhin können das erste Diagnosekontaktelement und das zweite Diagnosekontaktelement in einer Ebene angeordnet sein. In einer Ausführungsform sind die beiden Kontaktelemente sowie die beiden Diagnosekontaktelemente in einer Ebene angeordnet.
Der erste Diagnosekontaktendabschnitt ist in einer Ebene quer zu einer von den beiden Kontaktelementen aufgespannten Ebene angeordnet. Der zweite Diagnosekontaktendabschnitt kann in einer Ebene quer zu einer von den beiden Kontaktelementen aufgespannten Ebene angeordnet sein. So können die beiden Diagnosekontaktendabschnitte in einer Ebene quer zu einer von den beiden Kontaktelementen aufgespannten Ebene angeordnet sein. Wenn zumindest ein Diagnosekontaktendabschnitt quer zu den Kontaktelementen angeordnet ist, so umfasst ein Diagnosekontaktelement zumindest einen Diagnosekontaktendabschnitt sowie einen Diagnosekontaktverbindungsabschnitt. Der Diagnosekontaktverbindungsabschnitt verbindet den Diagnosekontaktendabschnitt mit dem zugeordneten Kontaktelement.
Die Diagnosekontaktendabschnitte können als Messerkontakte ausgebildet sein. Die Endabschnitte der beiden Kontaktelemente können als Messerkontakte oder als Anschraublasche ausgebildet sein. Eine Anschraublasche unterscheidet sich von einem Messerkontakt zu mindestens in einer Aussparung, beispielsweise als eine Bohrung oder runde oder ovale Aussparung gefertigt, welche für eine Schraubbefestigung geeignet ist.
Der Schmelzleiter, die beiden Kontaktelemente und das erste Diagnosekontaktelement und ergänzend oder alternativ das zweite Diagnosekontaktelement sind einteilig aus Sicherungsblech gefertigt. Dabei kann das Sicherungsblech zur Erhöhung der Stromtragfähigkeit im Bereich der Kontaktelemente und des Schmelzleiters zumindest doppellagig ausgeformt und gleichzeitig das erste Diagnosekontaktelement und ergänzend oder alternativ das zweite Diagnosekontaktelement einlagig ausgeformt. So kann das Sicherungsblech gefaltet sein, um die Zweilagigkeit herzustellen. Dabei ist es kostengünstig, die Schmelzsicherung als ein Stanzbiegeteil herzustellen.
Eine Variante einer hier beschriebenen Schmelzsicherung wird in einem Stromverteiler, einer Sicherungsbox oder einer Schaltbox, welche für einen Einsatz in einem Fahrzeug vorgesehen sind, genutzt, um einen Versorgungspfad abzusichern.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Schmelzsicherung zum Einsatz in einem Fahrzeug weist zumindest einen Schritt des Ausbildens sowie einen Schritt des Anordnens an. Die Reihenfolge der beiden Schritte kann beliebig gewählt werden. Im Schritt des Ausbildens wird ein erstes Kontaktelement, ein zweites Kontaktelement sowie einen die beiden Kontaktelemente miteinander elektrisch verbindenden Schmelzleiter ausgebildet. Weiterhin wird ein mit dem ersten Kontaktelement gekoppeltes erstes Diagnosekontaktelement welches zu dem Kontaktelement im Wesentlichen quer angeordnet ist ausgebildet. Im Schritt des Anordnens wird ein elektrisch isolierendes Gehäuse derart angeordnet, dass ein erster Endabschnitt des ersten Kontaktelements auf einer ersten Gehäuseseite aus dem Gehäuse herausragt und ein zweiter Endabschnitt des zweiten Kontaktelements auf einer von der ersten Gehäuseseite verschiedenen zweiten Gehäuseseite aus dem Gehäuse herausragt.
In einer besonderen Ausführungsform liegt die erste Gehäuseseite gegenüber zur zweiten Gehäuseseite.
In einer Ausführungsform werden die im Schritt des Ausbildens ausgebildeten Elemente bzw. Merkmale aus einem Sicherungsblech insbesondere in einem Stanzbiegeverfahren ausgeformt.
Ein Verfahren zur Montage einer Schmelzsicherung in einem Stromverteiler zum Einsatz in einem Fahrzeug umfasst einen Schritt des Bereitstellens, einen Schritt des Anordnens, einen Schritt des Kontaktierens sowie einen weiteren Schritt des Kontaktierens. Im Schritt des Bereitstellens wird eine Variante einer hier beschriebenen Schmelzsicherung bereitgestellt. Im Schritt des Anordnens wird die Schmelzsicherung an einer Stromschiene derart angeordnet, sodass das erste Kontaktelement der Schmelzsicherung in Kontakt zur Stromschiene ist. Im darauf folgenden Schritt des Kontaktierens wird das erste Kontaktelement mittels eines Verbindungsverfahrens wie beispielsweise Durchsetzfügen, Stecken oder Bonden mit der Stromschiene elektrisch und mechanisch verbunden. Im darauf folgenden Schritt des Kontaktierens wird das erste Diagnosekontaktelement mittels einer Steckverbindung kontaktiert.
Figurenliste
Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:

1 eine vereinfachte Darstellung einer Schmelzsicherung im Schnitt gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine isometrische Darstellung einer Schmelzsicherung nach 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 und 4 eine Seitenansicht einer Schmelzsicherung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 und 6 eine isometrische Detail-Darstellung einer in 2 bis 4 gezeigten Schmelzsicherung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 ein Fahrzeug mit einem Stromverteiler mit zumindest einer Schmelzsicherung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 einen Ablaufplan eines Verfahrens zum Herstellen einer Schmelzsicherung zum Einsatz in einem Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
9 einen Ablaufplan eines Verfahrens zur Montage einer Schmelzsicherung in einem Stromverteiler zum Einsatz in einem Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In funktionskritischen Teilnetzen des Bordnetzes soll die sichere Versorgung von Verbrauchern durch eine Diagnose von Sicherungen erreicht werden. Die Versorgung der betroffenen Verbraucher des Teilnetzes erfolgt dabei über konventionelle Schmelzsicherungen deren Auslösung überwacht oder diagnostiziert wird.
1 zeigt eine Schmelzsicherung 100. Die Schmelzsicherung 100 weist ein erstes Kontaktelement 102 sowie ein zweites Kontaktelement 104 auf, welche mittels eines Schmelzleiters 106 miteinander verbunden sind. Weiterhin umfasst die Schmelzsicherung 100 ein elektrisch isolierendes Gehäuse 108. Von dem ersten Kontaktelement 102 ragt auf einer ersten Gehäuseseite 110 ein erster Endabschnitt 112 des ersten Kontaktelements 102 aus dem Gehäuse 108 heraus. Von dem zweiten Kontaktelement 104 ragt auf einer zweiten Gehäuseseite 114 ein zweiter Endabschnitt 116 des zweiten Kontaktelements 104 aus dem Gehäuse 108 heraus. Dabei sind die beiden Gehäuseseiten 110, 114 voneinander verschieden. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden Gehäuseseiten 110, 114 auf zwei zueinander gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 108 angeordnet. Die Kontaktelemente 102, 104 durchdringen jeweils eine Gehäusewand, sodass ein Teilabschnitt der Kontaktelemente 102, 104 innerhalb des Gehäuses 108 und ein weiterer als Endabschnitt 112, 116 bezeichneter Teilabschnitt der Kontaktelemente 102, 104 außerhalb des Gehäuses 108 angeordnet ist.
An den beiden Kontaktelementen 102, 104 ist jeweils ein Diagnosekontaktelement 118, 120 angeordnet. So ist an dem ersten Kontaktelement 102 ein erstes Diagnosekontaktelement 118 angeordnet und mit diesem elektrisch gekoppelt. An dem zweiten Kontaktelement 104 ist ein zweites Diagnosekontaktelement 120 angeordnet und mit diesem elektrisch gekoppelt. Die beiden Diagnosekontaktelemente 118, 120 sind im Wesentlichen quer zu den beiden Kontaktelementen 102, 104 angeordnet. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Diagnosekontaktelemente 118, 120 im Wesentlichen quer zur Längserstreckung der Kontaktelemente 102, 104 angeordnet. In einem alternativen Ausführungsbeispiel, wie beispielsweise in 2 dargestellt, sind jeweils ein Diagnosekontaktendabschnitt 122, 124 der beiden Diagnosekontaktelemente 118, 120 im Wesentlichen quer zu einer durch die beiden Kontaktelemente 102, 104 aufgespannten Ebene ausgerichtet. So weisen die Diagnosekontaktelemente 118, 120 jeweils einen Diagnosekontaktverbindungsabschnitt 126, 128 auf. Ein erster Diagnosekontaktverbindungsabschnitt 126 verbindet den ersten Diagnosekontaktendabschnitt 122 mit dem zugeordneten ersten Kontaktelement 102. Ein zweiter Diagnosekontaktverbindungsabschnitt 128 verbindet den zweiten Diagnosekontaktendabschnitt 124 mit dem zugeordneten zweiten Kontaktelement 104.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Kontaktelemente 102, 104 als Anschraublasche ausgeformt. Hierzu weisen die beiden Kontaktelemente 102, 104 jeweils eine Aussparung 130 auf. Die Aussparung 130 ist als kreisrunder Durchbruch im jeweiligen Endabschnitt 112, 114 ausgeformt. So kann es sich bei der Aussparung 130 beispielsweise um eine Bohrung handeln.
Wie aus den folgenden Figuren noch deutlicher ersichtlich handelt es sich bei der hier dargestellten Schmelzsicherung 100 um eine Hochvolt-Sicherung. Für eine Zustandserkennung der Schmelzsicherung 100 sind an beiden Kontaktzonen, d. h. an den beiden Kontaktelementen 102, 104 oder in deren Nähe, elektrische Abgriffe erforderlich.
Wenn wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Gründen der elektrischen Leistung die Kontaktelemente 102, 104 verschraubt werden, so ist es im bekannten Stand der Technik üblich entsprechende Spannungsabgriffe für die Zustandserkennung an den Anschraublaschen der Sicherung in die Schraubverbindung zu integrieren. Alternativ sind auch separate an Schraubbolzen in einer angrenzenden Stromschiene bekannt. Nachteilig ist jedoch dann eine bestimmte Montagereihenfolge zu berücksichtigen. Durch die hier beschriebenen zusätzlichen Diagnosekontaktelemente 118, 120 kann ein fertigungstechnischer Vorteil erzielt werden, da über eine einfache Steckverbindung eine über die Schmelzsicherung 100 fließende Spannung abgegriffen und damit der Zustand der Sicherung ermittelt werden kann. Somit wird eine Optimierung der Fertigung durch definierte Kontaktzungen als-Spannungsabgriffe auf beiden Seiten der Sicherung erreicht. Vorteilhafterweise wird eine definierte Kontaktierung mit einem definierten Übergangswiderstand ermöglicht. Weiterhin erhöhen sich dadurch die Freiheitsgrade in Bezug auf die Montagereihenfolge.
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schmelzsicherung 100 in einer perspektivischen Schrägansicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Diagnosekontaktendabschnitte 122, 124 in einer Ebene quer zu einer von den Kontaktelementen 102, 104 aufgespannten Ebene angeordnet. Die beiden Diagnosekontaktverbindungsabschnitte 126, 128 weisen eine in etwa 90°-Biegung auf und schaffen sowohl eine mechanische als auch eine elektrische Kopplung zwischen dem zugeordneten Kontaktelement 102, 104 und dem jeweiligen Diagnosekontaktendabschnitt 122, 124. Das Gehäuse 108 weist eine kreiszylindrische Form auf. Die beiden Schnittkreisflächen des Kreiszylinders bilden die erste Gehäuseseite 110 sowie die zweite Gehäuseseite 114, aus denen jeweils eines der beiden Kontaktelemente 102, 104 aus dem Gehäuse 102 herausragt.
Der die beiden Kontaktelemente 102, 104 verbindende Schmelzleiter 106 ist nicht explizit dargestellt, er wird von dem Gehäuse 108 umschlossen.
Sowohl bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel als auch bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind in einer bevorzugten Variante die beiden Kontaktelemente 102, 104, die beiden Diagnosekontaktelemente 118, 120, sowie der Schmelzleiter 106 einteilig aus einem Sicherungsblech gefertigt. Dabei sind in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel die Kontaktelemente 102, 104 doppellagig und die beiden Diagnosekontaktelemente 118, 120 einlagig ausgeformt. Dabei kann das Sicherungsblech nach einem Stanzvorgang im Bereich der Kontaktelemente gefaltet sein, wobei die die Diagnosekontaktelemente 118, 120 ausbildende Fahne des Sicherungsbleches nur an einer der beiden die Kontaktelemente 102,104 bildenden Lagen angeformt ist. Dies ist aus 4 bis 6 noch deutlicher ersichtlich.
3 bis 6 zeigen das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel in unterschiedlichen Ansichten. 3 zeigt eine Seitenansicht, 4 zeigt eine weitere Seitenansicht auf die Stirnseite, 5 zeigt ebenfalls eine Stirnseite in Detailansicht und 6 zeigt die in 5 gezeigte Stirnseite in einer gedrehten Detailansicht. Insbesondere in den Detailansichten in 5 und 6 ist die zweilagige Ausformung der Kontaktelemente 102, 104 durch ein Falten des Sicherungsblechs und das an einer Lage des Sicherungsblechs angeformte erste Diagnosekontaktelement 118 ersichtlich.
7 zeigt ein Fahrzeug 740. Das Fahrzeug 740 weist einen Stromverteiler 742 auf, in welchem zumindest eine Schmelzsicherung 100 und eine Stromschiene 744 angeordnet sind. Eines der beiden Kontaktelemente 102, 104 ist mit der Stromschiene 744 verschraubt. Die Schmelzsicherung 100 ist eingerichtet, einen Versorgungspfad 746 über eine Leitung 748 von einem Energiespeicher 750 zu einer Last 752 abzusichern. Die beiden Diagnosekontaktelemente 118, 120 der Schmelzsicherung sind über Steckverbindungen mit einer Überwachungseinrichtung 754 zur Zustandsüberwachung der Schmelzsicherung 100 verbunden.
Der Stromverteiler 742 steht hier stellvertretend für Schaltboxen oder Sicherungsboxen, in welchen Schmelzsicherungen eingesetzt werden. Die Vorteile der hier dargestellten Lösung zeigen sich insbesondere im Hochvolt-Bereich größer 400 V.
Zum leichteren Verständnis werden in der folgenden Beschreibung die Bezugszeichen zu den 1 - 7 als Referenz beibehalten.
8 zeigt ein Verfahren zum Herstellen einer Schmelzsicherung 100 zum Einsatz in einem Fahrzeug 740. Das Verfahren umfasst zumindest einen Schritt S1 des Ausbildens sowie einen Schritt S2 des Anordnens. Im Schritt S1 des Ausbildens wird ein erstes Kontaktelement 102, ein zweites Kontaktelement 104, ein die beiden Kontaktelemente 102, 104 miteinander elektrisch verbindenden Schmelzleiter 106 sowie ein mit dem ersten Kontaktelement 102 gekoppeltes erstes Diagnosekontaktelement 118, von dem ein erster Diagnosekontaktendabschnitt 122 im wesentlichen quer zu dem ersten Kontaktelement 102 angeordnet ist, ausgeformt. Im Schritt S2 des Anordnens wird ein elektrisch isolierendes Gehäuse 108 derart angeordnet, dass ein erster Endabschnitt 112 des ersten Kontaktelements 102 auf einer ersten Gehäuseseite 110 aus dem Gehäuse 108 herausragt sowie ein zweiter Endabschnitt 116 des zweiten Kontaktelements 104 auf einer von der ersten Gehäuseseite 110 verschiedenen zweiten Gehäuseseite 114 aus dem Gehäuse 108 herausragt.
In einem besonderen Ausführungsbeispiel des in 8 gezeigten Verfahrens wird im Schritt S1 des Ausbildens ein Sicherungsblech bereitgestellt und die beiden Kontaktelemente 102, 104, der Schmelzleiter 106 und das erste Diagnosekontaktelement 118 und wenn vorhanden auch das zweite Diagnosekontaktelement 120 mittels Stanzen aus dem Sicherungsblech ausgeformt. So werden die genannten Elemente als ein einstückiges Stanzbiegeteil hergestellt.
9 zeigt ein Verfahren zur Montage einer Schmelzsicherung 100 in einem Stromverteiler 742 zum Einsatz in einem Fahrzeug 700. Das Verfahren umfasst vier Schritte S3 bis S6. Im Schritt S3 des Bereitstellens wird zumindest eine Schmelzsicherung 100 einer Variante einer in 1 bis 7 gezeigten Schmelzsicherung 100 bereitgestellt. Im Schritt S4 des Anordnens wird die zumindest eine Schmelzsicherung 100 an einer Stromschiene 744 angeordnet, sodass eines der beiden Kontaktelemente 102, 104 mit der Stromschiene 744 in Kontakt ist. Im Schritt S5 des Kontaktierens wird das erste Kontaktelement 102 mit der Stromschiene 744 elektrisch und mechanisch fest gekoppelt. In einem abschließenden Schritt S6 des Kontaktierens wird das erste Diagnosekontaktelement 118 mittels einer Steckverbindung kontaktiert. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Schmelzsicherung 100 ein zweites Diagnosekontaktelement 120 auf, welches ebenfalls mittels einer Steckverbindung kontaktiert wird. Die Steckverbindung ermöglicht einer Überwachungseinrichtung 754 eine Zustandsüberwachung der Sicherung über die für einen Spannungsabgriff eingerichteten Diagnosekontaktelemente 118, 120.
Die hier an einem Ausführungsbeispiel beschriebene Schmelzsicherung 100 ist einfach in Stromverteiler und Sicherungsdosen integrierbar. Vorteilhafterweise ergibt sich eine sehr günstige Kostenstruktur gegenüber vollelektronischen Lösungen, da das Konzept auf heute schon im Einsatz befindlicher Technologie und Komponenten basiert.
Bezugszeichenliste

100: Schmelzsicherung
102: erstes Kontaktelement
104: zweites Kontaktelement
106: Schmelzleiter
108: Gehäuse
110: erste Gehäuseseite
112: erster Endabschnitt
114: zweite Gehäuseseite
116: zweiter Endabschnitt
118: erstes Diagnosekontaktelement
120: zweites Diagnosekontakteelement
122: erster Diagnoseendabschnitt, erster Diagnosekontaktendabschnitt
124: zweiter Diagnoseendabschnitt, zweiter Diagnosekontaktendabschnitt
126: erster Diagnosekontaktverbindungsabschnitt
128: zweiter Diagnosekontaktverbindungsabschnitt
130: Aussparung
740: Fahrzeug
742: Stromverteiler
744: Stromschiene
746: Versorgungspfad
748: Leitung
750: Energiespeicher, Batterie
752: Last, Verbraucher
754: Überwachungseinrichtung, Steuergerät
S1 - S6: Verfahrensschritte

Claims

Hochvolt-Schmelzsicherung (100) für einen Einsatz in einem Fahrzeug mit - einem elektrisch isolierenden Gehäuse (108), - einem ersten Kontaktelement (102), von dem ein erster Endabschnitt (112) auf einer ersten Gehäuseseite (110) aus dem Gehäuse (108) herausragt, - einem zweiten Kontaktelement (104), von dem ein zweiter Endabschnitt (116) auf einer von der ersten Gehäuseseite (110) abweichenden zweiten Gehäuseseite (114) aus dem Gehäuse (108) herausragt, - wobei das erste und zweite Kontaktelement (102, 104) durch einen in dem Gehäuse (108) aufgenommenen Schmelzleiter (106) miteinander elektrisch verbunden sind, - ein mit dem ersten Kontaktelement (102) gekoppeltes erstes Diagnosekontaktelement (118), von dem ein erster Diagnosekontaktendabschnitt (122) im Wesentlichen quer zum ersten Kontaktelement (102) angeordnet ist, - einem mit dem zweiten Kontaktelement (104) gekoppelten zweiten Diagnosekontaktelement (120), von dem ein zweiter Diagnosekontaktendabschnitt (124) im Wesentlichen quer zum zweiten Kontaktelement (104) angeordnet ist, - wobei die Kontaktelemente (102, 104) und der Schmelzleiter (106) und das erste Diagnosekontaktelement (118) und/oder das zweite Diagnosekontaktelement (120) einteilig aus Sicherungsblech bestehen, - wobei die beiden Kontaktelemente (102, 104) zumindest zweilagig gefaltet und das erste Diagnosekontaktelement (118) und/oder das zweite Diagnosekontaktelement (120) einlagig ausgeformt sind und als Stanzbiegeteil ausgeformt sind, - und der erste Diagnosekontaktendabschnitt (122) und/oder der zweite Diagnosekontaktendabschnitt (124) in einer Ebene quer zu einer von den Kontaktelementen (102, 104) aufgespannten Ebene angeordnet sind.
Hochvolt-Schmelzsicherung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kontaktelemente (102, 104) und/oder die beiden Diagnosekontaktelemente (118, 120) als Messerkontakte ausgebildet sind und/oder als Anschraublasche ausgebildet sind mit einer Aussparung (130) für eine Sch raubbefestig ung.
Stromverteiler (742) zum Einsatz in einem Fahrzeug mit zumindest einer Hochvolt-Schmelzsicherung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
Verfahren zum Herstellen einer Hochvolt-Schmelzsicherung (100) zum Einsatz in einem Fahrzeug mit den folgenden Schritten: - Ausbilden von einem ersten Kontaktelement (102), einem zweiten Kontaktelement (104), sowie eines die beiden Kontaktelemente (102, 104) miteinander elektrisch verbindenden Schmelzleiters (106), sowie einem mit dem ersten Kontaktelement (102) gekoppelten erstem Diagnosekontaktelement (118), von dem ein erster Diagnosekontaktendabschnitt (122) im Wesentlichen quer zum ersten Kontaktelement (102) angeordnet ist und mit einem mit dem zweiten Kontaktelement (104) gekoppelten zweitem Diagnosekontaktelement (120), von dem ein zweiter Diagnosekontaktendabschnitt (124) im Wesentlichen quer zum zweiten Kontaktelement (104) angeordnet ist, wobei im Schritt des Ausbildens ein Sicherungsblech bereitgestellt wird und das erste Kontaktelement (102), das zweite Kontaktelement (104), der Schmelzleiter (106), das erste Diagnosekontaktelement (118) und/oder das zweite Diagnosekontaktelement (120) durch Stanzen aus dem Sicherungsblechausgeformt werden, - Falten der beiden Kontaktelemente (102, 104) zumindest zweilagig, - Biegen des ersten Diagnosekontaktendabschnitts (122) und/oder des zweiten Diagnosekontaktendabschnitts (124), sodass diese in einer Ebene quer zu einer von den Kontaktelementen (102, 104) aufgespannten Ebene angeordnet sind, und - Anordnen eines elektrisch isolierenden Gehäuses (108), sodass ein erster Endabschnitt (112) des ersten Kontaktelements (102) auf einer ersten Gehäuseseite (110) aus dem Gehäuse (108) herausragt, und ein zweiter Endabschnitt (116) des zweiten Kontaktelements (104) auf einer von der ersten Gehäuseseite (110) verschiedenen zweiten Gehäuseseite (114) aus dem Gehäuse (108) herausragt.
Verfahren zur Montage einer Hochvolt-Schmelzsicherung (100) in einem Stromverteiler (742) zum Einsatz in einem Fahrzeug mit den folgenden Schritten: - Bereitstellen zumindest einer Hochvolt-Schmelzsicherung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 2 sowie einer Stromschiene (744), - Anordnen der Hochvolt-Schmelzsicherung (100) an der Stromschiene, sodass das erste Kontaktelement (102) in Kontakt zur Stromschiene (744) ist, - Kontaktieren des ersten Kontaktelements (102) mittels Schrauben, Durchsetzfügen, Stecken oder Bonden an der Stromschiene (744), und - Kontaktieren des ersten Diagnosekontaktelements (118) mittels einer Steckverbindu ng.