DE10340687A1 - Safety fuse for a wiring network of a motor vehicle comprises a strip conductor made from a plastic matrix in which metal particles and/or graphite particles are embedded - Google Patents

Abstract

Safety fuse (1) comprises a strip conductor (2) made from a plastic matrix in which metal particles and/or graphite particles are embedded. An independent claim is also included for a wiring network for a motor vehicle containing the above safety fuse.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmelzsicherung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a fuse according to the preamble of Claim 1.

In Bordnetzen von Fahrzeugen werden zur Absicherung von elektrischen Leitungen üblicherweise Schmelzsicherungen eingesetzt. Bei diesen besteht jedoch das Problem, dass unter bestimmten Umständen ein vollständiger Leitungsschutz nicht erreichbar ist. Tritt ein hoher Überstrom nur kurzfristig auf, löst die Schmelzsicherung aus. Wegen der typischerweise hohen Wärmekapazität einer elektrische Leitung könnte der elektrische Leiter jedoch wesentlich mehr Strom tragen als die Schmelzsicherung, so dass in diesem Fall ein Auslösen unnötig wäre. Treten jedoch über längere Zeit Überströme auf, die nur relativ wenig über dem nominalen Auslösestrom liegen, löst die Schmelzsicherung unerwünschterweise erst nach einer längeren Zeitspanne aus. Liegt der Überstrom beispielsweise 35% über dem nominalen Auslösestrom der Schmelzsicherung, beträgt die Zeitspanne bis zu 30 Minuten. Liegt der Überstrom bei 250% des nominalen Auslösestroms, kann die Zeitspanne noch bis zu 5 Sekunden betragen.In On-board networks of vehicles are used to protect electrical Lines usually Fuses used. However, there is a problem with these that under certain circumstances a complete one Line protection is not available. There is a high overcurrent only in the short term, triggers the fuse off. Because of the typically high heat capacity of a electric wire could However, the electrical conductor carry much more electricity than the Fuse, so that in this case triggering would be unnecessary. To step however over longer Time overcurrents on, the only relatively little over the nominal tripping current lie, solve the fuse undesirably first after a longer one Time out. Is the overcurrent For example, 35% over the nominal tripping current the fuse is the time span up to 30 minutes. Is the overcurrent at 250% of the nominal Trip current, The time span can be up to 5 seconds.

Aus der Offenlegungsschrift DE 197 35 546 A1 ist bekannt, ein zuverlässigeres Auslösen der Schmelzsicherung mit einer Zusatzheizung zu bewirken, die die Schmelzsicherung aktiv zusätzlich bis zum Schmelzpunkt erwärmt. Dies bedeutet jedoch einen erhöhten Aufwand an Elektronik und Komponenten.From the publication DE 197 35 546 A1 It is known to cause a more reliable triggering of the fuse with an additional heating, which actively heats the fuse additionally up to the melting point. However, this means an increased amount of electronics and components.

Aus der Offenlegungsschrift DE 28 30 963 A1 ist eine Abschaltsicherung bekannt, bei der ein metallisch beschichteter Träger aus einem bei einer Abschalttemperatur schmelzenden Kunststoff gebildet ist. Der Träger ist in Stab- oder Rohrform ausgebildet oder kann als Folie oder in Form von Kunststoffkugeln ausgebildet sein, wobei die Kunststoffkugeln in einem isolierenden Behälter angeordnet sind.From the publication DE 28 30 963 A1 a shutdown protection is known in which a metallically coated carrier is formed from a melting at a shutdown plastic. The carrier is formed in rod or tube form or may be formed as a foil or in the form of plastic balls, wherein the plastic balls are arranged in an insulating container.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine preiswerte Schmelzsicherung anzugeben, bei der ein Auslösen in zuverlässiger Weise erfolgen kann und die insbesondere für einen Einsatz in einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs geeignet ist.Of the Invention is based on the object, a low-cost fuse indicate when a trigger in more reliable Way can be done and in particular for use in a vehicle electrical system a motor vehicle is suitable.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The The object is achieved by the Characteristics of claim 1 solved.

Erfindungsgemäß ist die Schmelzsicherung mit einem Kunststoffanteil und metallischen Anteilen vorgesehen, wobei der Kunststoffanteil bei Überschreiten einer vorgegebenen Stromstärke schmelzbar ist. Bei der Schmelzsicherung ist eine Leiterbahn aus einer Kunststoffmatrix gebildet, in die Metallpartikel und/oder Graphitpartikel eingebettet sind, die einen durchgehenden Strompfad bilden. Dadurch ist eine Volumenleitfähigkeit gegeben, die eine Auslegung der Schmelzsicherung mit Dimensionen möglich macht, die für den Einsatz in einem Bordnetz sinnvoll sind. So können auch beträchtliche Ströme, wie sie etwa in einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs fließen, im Normalbetrieb verkraftet werden. Es können Metallpartikel oder Graphitpartikel vorgesehen sein, oder auch eine Mischung aus Metallpartikeln und Graphitpartikeln in die Kunststoffmatrix eingebracht werden. Es sind keine aufwändigen Beschichtungsverfahren von metallischen Beschichtungen auf Kunststoffträgern notwendig; eine Schichthaftungsproblematik auf Kunststoffoberflächen entfällt. Insbesondere ist bei einem Dauereinsatz in einem Fahrzeug mit den dort üblichen großen Temperaturunterschieden eine Alterungsbeständigkeit gegeben, die bei einem beschichteten Kunststoff zumindest fraglich ist.According to the invention Fuse provided with a plastic content and metallic proportions, wherein the plastic content when exceeded a predetermined current is meltable. At the fuse is a conductor made a plastic matrix formed in the metal particles and / or Embedded graphite particles that have a continuous current path form. As a result, a volume conductivity is given, the interpretation the fuse with dimensions makes possible for the use are useful in a vehicle electrical system. So can also considerable Streams, like they flow about in an electrical system of a motor vehicle, in Normal operation can be coped with. It can be metal particles or graphite particles be provided, or even a mixture of metal particles and Graphite particles are introduced into the plastic matrix. It are not expensive Coating process of metallic coatings on plastic substrates necessary; a layer adhesion problem on plastic surfaces is eliminated. Especially is in a continuous use in a vehicle with the usual there huge Temperature differences given an aging resistance at a coated plastic is at least questionable.

Ist die Leiterbahn als Streifen mit im Wesentlichen gleicher Breite und/oder Dicke ausgebildet, kann eine einfache Geometrie der Schmelzsicherung erreicht werden. Bevorzugt sind an der Leiterbahn zu beiden Seiten winklig abstehende Schenkel angeordnet, die als Steckkontakte eingesetzt, um die Schmelzsicherung elektrisch zu kontaktieren.is the trace as a strip of substantially equal width and / or thickness, a simple geometry of the fuse can be achieved become. Preference is given to the conductor track on both sides angled protruding legs arranged, which are used as plug contacts, to electrically contact the fuse.

Weist die Leiterbahn in einem mittleren Bereich eine Querschnittsverengung auf, kann eine gezielte Schwachstelle erzeugt werden, an der die Schmelzsicherung gezielt schmelzen kann. Der Randbereich kann für eine bevorzugte Schraubverbindung der Schmelzsicherung verwendet werden. Natürlich wird ein Fachmann eine geeignete, sinnvolle Geometrie abhängig von Randbedingungen für einen Einsatz der Schmelzsicherung wählen.has the interconnect in a central region a cross-sectional constriction On, a targeted vulnerability can be generated at the fuse can melt selectively. The edge area may be for a preferred screw connection the fuse can be used. Of course, a professional will be one suitable, meaningful geometry depending on boundary conditions for one Use the fuse.

Sind die Leiterbahn und elektrische Anschlüsse aus dem gleichen Material aufgebaut, vereinfacht sich deren Herstellung. Das Material kann in Folienform hergestellt und in der gewünschten Form ausgestanzt werden.are the trace and electrical connections of the same material constructed, simplifies their production. The material can produced in foil form and punched out in the desired shape.

Weist der Kunststoff eine Verbindung aus der Gruppe Polypropylen, Polyäthylen-Terephthalat und/oder Polyvinylchlorid auf, wird ein eng begrenztes Schmelzpunktintervall erreicht, bei dem der Kunststoff schmilzt und die Schmelzsicherung zuverlässig zerstört wird.has the plastic is a compound from the group polypropylene, polyethylene terephthalate and / or Polyvinyl chloride, becomes a narrow melting point interval reached, in which the plastic melts and the fuse reliable destroyed becomes.

Besonders bevorzugt ist ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Schmelzsicherung.Especially preferred is an electrical system for a motor vehicle with a fuse according to the invention.

Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind der Beschreibung sowie den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.Cheap designs and advantages of the invention are the description and the other claims remove.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.In the following the invention with reference to an embodiment described in the drawing explained in more detail example.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine Aufsicht auf eine bevorzugte Schmelzsicherung mit Steckkontakten, und 1 a view of a preferred fuse with plug contacts, and

2 eine Aufsicht auf eine weitere bevorzugte Schmelzsicherung mit Schraubpunkten. 2 a view of another preferred fuse with screw points.

1 zeigt eine erste bevorzugte Schmelzsicherung 1 in Streifenform mit einem Kunststoffanteil und metallischen Anteilen, wobei der Kunststoffanteil bei Überschreiten einer vorgegebenen Stromstärke schmelzbar ist. Eine Leiterbahn 2 ist aus einer Kunststoffmatrix gebildet, in die Metallpartikel und/oder Graphitpartikel eingebettet sind, die einen durchgehenden Strompfad bilden. An die Leiterbahn 2 anschließende, im Wesentlichen rechtwinklig abstehende Schenkel 3 bilden Steckkontakte für einen elektrische Verbindung der Schmelzsicherung 3 mit einem nicht dargestellten Bordnetz. Vorzugsweise ist die Leiterbahn 2 als Streifen mit im Wesentlichen gleicher Breite und/oder Dicke ausgebildet. Die Schenkel 3 weisen vorzugsweise dieselbe Dimensionierung wie die Leiterbahn 2 auf. 1 shows a first preferred fuse 1 in strip form with a plastic portion and metallic portions, wherein the plastic portion is melted when a predetermined current is exceeded. A trace 2 is formed of a plastic matrix in which metal particles and / or graphite particles are embedded, which form a continuous current path. To the track 2 subsequent, substantially rectangular legs protruding 3 form plug contacts for an electrical connection of the fuse 3 with a vehicle electrical system, not shown. Preferably, the conductor track 2 formed as a strip having substantially the same width and / or thickness. The thigh 3 preferably have the same dimensions as the conductor track 2 on.

2 zeigt eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Schmelzsicherung 1. Die Leiterbahn 2 weist in einem mittleren Bereich eine Querschnittsverengung auf. Im Randbereich sind Durchbrüche 4 vorgesehen, die für eine Schraubverbindung eingesetzt werden können, um die Schmelzsicherung 1 elektrisch zu kontaktieren. 2 shows a further preferred embodiment of the fuse 1 , The conductor track 2 has a cross-sectional constriction in a central region. In the edge area are breakthroughs 4 provided that can be used for a screw to the fuse 1 to contact electrically.

Günstig ist, die Leiterbahn 2 und elektrische Anschlüsse 3 aus dem gleichen Material aufzubauen. Ein bevorzugter Kunststoff ist durch eine Verbindung aus der Gruppe Polypropylen, Polyäthylen-Terephthalat und/oder Polyvinylchlorid gebildet. Auch Mischungen der Verbindungen sind möglich.Conveniently, the conductor track 2 and electrical connections 3 build from the same material. A preferred plastic is formed by a compound from the group of polypropylene, polyethylene terephthalate and / or polyvinyl chloride. Also mixtures of the compounds are possible.

Vorteilhaft ist ein Einsatz der erfindungsgemäßen Schmelzsicherung 1 Bordnetz für ein Kraftfahrzeug. Aufgrund der Einbettung makroskopischer Partikel in eine Kunststoffmatrix können auch relativ hohe Ströme, wie sie in Bordnetzen im Normalbetrieb üblich sind, über die Schmelzsicherung 1 fließen.It is advantageous to use the fuse according to the invention 1 On-board network for a motor vehicle. Due to the embedding of macroscopic particles in a plastic matrix and relatively high currents, as are common in electrical systems in normal operation, via the fuse 1 flow.

Claims (6)

Schmelzsicherung mit einem Kunststoffanteil und metallischen Anteilen, wobei der Kunststoffanteil bei Überschreiten einer vorgegebenen Stromstärke schmelzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leiterbahn (2) aus einer Kunststoffmatrix gebildet ist, in die Metallpartikel und/oder Graphitpartikel eingebettet sind.Fuse having a plastic portion and metallic portions, wherein the plastic portion is melted when a predetermined current is exceeded, characterized in that a conductor track ( 2 ) is formed from a plastic matrix, in which metal particles and / or graphite particles are embedded. Schmelzsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (2) als Streifen mit im Wesentlichen gleicher Breite und/oder Dicke ausgebildet ist.Fuse according to claim 1, characterized in that the conductor track ( 2 ) is formed as a strip having substantially the same width and / or thickness. Schmelzsicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (2) in einem mittleren Bereich eine Querschnittsverengung aufweist.Fuse according to claim 1 or 2, characterized in that the conductor track ( 2 ) has a cross-sectional constriction in a middle region. Schmelzsicherung nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (2) und elektrische Anschlüsse (3) aus dem gleichen Material aufgebaut sind.Fuse according to at least one of the preceding claims, characterized in that the conductor track ( 2 ) and electrical connections ( 3 ) are constructed of the same material. Schmelzsicherung nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff eine Verbindung aus der Gruppe Polypropylen, Polyäthylen-Terephthalat und/oder Polyvinylchlorid aufweist.Fuse according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the plastic is a compound of the Group polypropylene, polyethylene terephthalate and / or Polyvinyl chloride has. Bordnetz für ein Kraftfahrzeug mit einer Schmelzsicherung nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche.Electrical system for a motor vehicle with a fuse after at least one of the preceding claims.