DE3740592A1 - Sicherung - Google Patents
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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.
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.
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