DE69715493T2

DE69715493T2 - PTC-Element und seine Montageeinrichtung für einen elektrischen Anschlusskasten

Info

Publication number: DE69715493T2
Application number: DE69715493T
Authority: DE
Inventors: Yuichiro Ichikawa; Hidenori Yamanashi
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1996-03-21
Filing date: 1997-03-20
Publication date: 2003-05-22
Anticipated expiration: 2017-03-21
Also published as: JPH09260103A; US5793277A; DE69715493D1; EP0797221A3; EP0797221B1; EP0797221A2; JP3194466B2

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft im Allgemeinen ein PTC (positiver Temperaturkoeffizient) -Element und dessen Montageteilvorrichtung, das für eine Elektro-Anschlussdose für eine elektrische Verkabelung in einem Kraftfahrzeug Verwendet wird, um dessen elektrische Schaltungen abzusichern.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Normalerweise wurde bei einer elektrischen Schaltung in einer Elektro-Anschlussdose, die für eine elektrische Verkabelung in einem Kraftfahrzeug verwendet wird, ein Kontaktunterbrecher oder eine elektrische Schmelzsicherung zum Absichern der Schaltung gegen einen Überstrom verwendet.
Inzwischen ist es bekannt, dass ein PTC-Element für die Absicherung einer Schaltung gegen einen Überstrom verwendbar ist. Jedoch könnten die im Folgenden genannten Nachteile bei der Verwendung eines PTC-Elements in einer elektrischen Schaltung in einer Elektro-Anschlussdose infolge von Wärmeerzeugung durch das PTC-Element bestehen.
Das heißt eine Schaltungsschutz-Vorrichtung, die mit einem PTC-Element gegen einen Überstrom versehen ist, kann die Schaltung durch einen erhöhten Widerstand im PTC-Element aufgrund der durch den Strom bewirkten Wärmeerzeugung im PTC- Element unterbrechen. Daher erfordert eine Rückstellung der Schutzschaltung ein Zurückkehren des PTC-Elements in seinen Normaltemperaturzustand. Um die Wärmeabstrahlung eines PTC- Elements zu erhöhen, wurde in der Japanischen Patent- Offenlegungsschrift mit der Nummer 2-41161 ein PTC-Element a vorgeschlagen mit, wie in Fig. 5 gezeigt, einem leitfähigen Polymerelement b mit einem gewellten Abschnitt c.
Jedoch hat das leitfähige Polymerelement b mit dem gewellten Abschnitt c ohne einen umgebenden Luftstrom einen geringen Effekt bei der Wärmeabstrahlung, resultierend in dem Erfordernis einer beträchtlich langen Rückstellzeit beim PTC- Element.
Ferner offenbart die Japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsschrift-Nummer 61-234502, wie in Fig. 6 gezeigt, ein Anwendungsbeispiel eines PTC-Elements d, das in einem Schutzgehäuse e aufgenommen ist. Jedoch erfordert die unzureichende Wärmeabstrahlung vom abgedeckten Raum viel Rückstellzeit für das PTC-Element d, da dieses nur einer Selbstabkühlung unterliegt, was in diesem Beispiel ein Nachteil ist.
Im Allgemeinen hat eine Elektro-Anschlussdose eine Kappenabdeckung, um ein Herausfallen von elektrischen Teilen zu verhindern. Zum Beispiel offenbart die Japanische Gebrauchsmusteranmeldung mit der Offenlegungsschrift-Nummer 1-134350, wie in Fig. 7 gezeigt, eine Elektro-Anschlussdose mit einer Abdeckung f, einem Vorsprung g, der an die Abdeckung f angeformt ist und an der Oberseite einer elektrischen Schmelzsicherung h anliegt, um ein Herausfallen der Schmelzsicherung zu verhindern. Jedoch hat der Vorsprung g keinen Wärmeabstrahlungseffekt. Daher erfordert ein PTC- Element, das Wärmeerzeugung aufweist und in einer Elektro- Anschlussdose aufgenommen ist, infolge der unzureichenden Wärmeabstrahlung viel Rückstellzeit für das PTC-Element. Dies verursacht ferner eine Wärme-Ausdehnung und eine Wärme- Deformation bei der Abdeckung der Anschlussdose, welche etwa solch ein Problem mit sich bringen können, wie eine Störung in einer darin aufgenommenen Schaltung.
Die US-A 4 499 517 offenbart eine Motorschutzvorrichtung, die insbesondere für die Verwendung mit Kompressoren angepasst ist, wobei die Motorschutzvorrichtung aufweist: ein thermisch und elektrisch leitfähiges Metallgehäuse im Wesentlichen mit der Struktur eines Parallelepipeds mit einer Bodenwand und vier sich so davon erstrecken Seitenwänden, dass eine Schalterkammer gebildet ist, einen thermisch und elektrisch leitfähigen Deckel zum Verschließen der Kammer, elektrisch isolierende Dichtungsmittel, die so zwischen dem Gehäuse und dem Deckel angeordnet sind, dass das Gehäuse und der Deckel elektrisch voneinander separiert sind, und Mittel zum Befestigen des Deckels am Gehäuse, ein Thermoschaltermittel, das in der Kammer angeordnet ist und so eingerichtet ist, dass es das Gehäuse und den Deckel beim Auftreten ausgewählter thermischer Zustände miteinander koppelt und voneinander entkoppelt, wobei ein Abschnitt des Schaltermittels an den Deckel montiert ist und ein anderer Abschnitt des Schaltermittels in das Gehäuse montiert ist, und Anschlussmittel, die am Gehäuse bzw. dem Deckel befestigt sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Unter Betrachtung der oben genannten Nachteile zielt die Erfindung darauf ab, die Abdeckungsstruktur der Elektro- Anschlussdosen zu verbessern, um eine gleichmäßige Wärmeabstrahlung vom PTC-Element zu ermöglichen, wodurch die Rückstellzeit einer das PTC-Element aufweisenden Schutzschaltung reduzierbar ist. Die Erfindung schafft ferner eine derartige PTC-Element-Vorrichtung mit ihren Montageteilen für eine Elektro-Anschlussdose, die leicht montierbar und demontierbar ist, wodurch eine effizientere Wartungsarbeit bei der Vorrichtung gewährleistet ist.
Um dieses Ziel zu erreichen, weist ein PTC-Element und seine Montageteilvorrichtung für eine Elektro-Anschlussdose gemäß dieser Erfindung auf:
eine Mehrzahl von Stützstäben, die sich von einer oberen Wand einer am Elektro-Anschlussdosenkörper angebrachten Abdeckung nach unten erstrecken,
ein Gehäuse, das das PTC-Element umgibt und hervorstehende Lamellen aufweist, die sich in Richtung parallel zu den Stützstäben erstrecken, und
in jedem der Stützstäbe ausgebildet eine Führungsnut, die eine der hervorstehenden Lamellen aufnimmt, um das Gehäuse zu halten.
Vorzugsweise kann das das PTC-Element umgebende Gehäuse an einer Ummantelung angebracht sein, die mit einem im Anschlussdosenkörper vorgesehenen Gegenverbinder verbunden ist;
wobei die Vorrichtung ferner ein Paar von Verbindungs- Anschlussstreifen aufweist, die jeweils ein Verbindungsteil an ihrem einen Ende und einen Elektro-Steckerkontaktabschnitt an dem anderen Ende aufweisen,
wobei die Anschlussstreifen in die Verbinderummantelung einführbar sind,
wobei die Verbindungsteile mit einem Paar von elektrischen Polplatten des PTC-Elements gekoppelt und im Gehäuse aufgenommen sind,
wobei die Elektrokontaktabschnitte mit zugeordneten Anschlussstücken im Gegenverbinder verbindbar sind.
Vorzugsweise weist die Ummantelung eine Stützbasis und ein Paar von Anschlussschlitzen auf, die in der Stützbasis ausgebildet sind und in die die Verbindungs-Anschlussstreifen eingesetzt sind, wobei der Ummantelungsstützabschnitt einen Außenumfang aufweist, der von einem hervorstehenden Abschnitt gebildet ist, der mit dem Gehäuse in Eingriff ist.
Ferner weist jeder der Verbindungs-Anschlussstreifen eine zwischen dem Verbindungsteil und dem Elektrokontaktabschnitt wirksame Wärmeabstrahlungsfläche auf, wobei der Verbindungs-Anschlussstreifen ferner eine Sägezahnfläche an jedem seiner Seitenenden aufweist.

Kurze Figurenbeschreibung

Fig. 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Ausführungsform eines PTC-Elements und seiner Montageteilvorrichtung für eine Elektro-Anschlussdose gemäß der Erfindung.
Fig. 2 ist eine Draufsicht, die die Hauptteile an einer oberen Wand einer in Fig. 1 gezeigten Abdeckung zeigt.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht, gesehen entlang X-X in Fig. 2.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die Verbindungs- Anschlussstreifen bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine schon bekannte Struktur zeigt, die ein leitfähiges Polymerelement aufweist, welches ein PTC-Element bildet.
Fig. 6 ist eine Schnittansicht, die ein anderes schon bekanntes PTC-Element zeigt, das von einem Gehäuse umschlossen ist.
Fig. 7 ist eine Schnittansicht, die eine schon bekannte Struktur einer Abdeckung für eine Elektro-Anschlussdose zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines PTC-Elements und seiner Montageteilvorrichtung für eine Elektro-Anschlussdose, welche eine Ausführungsform der Erfindung darstellen.
In Fig. 1 mit 1 bezeichnet ist ein Elektro- Anschlussdosenkörper, mit 2 bezeichnet ist eine Abdeckung, die am Dosenkörper 1 befestigt ist, und mit 3 bezeichnet ist ein Schutzgehäuse, das mit einer Ummantelung 4 im Eingriff ist und in dem ein PTC-Element 6 aufgenommen ist. Das Element 6 ist mit Verbindungs-Anschlussstreifen 5, 5' gekoppelt.
Der Anschlussdosenkörper 1 weist eine Leiterplatte 7 auf, die mit einem Gegenverbinder 8 versehen ist, welcher elektrisch mit den Anschlussstreifen 5, 5' im Gehäuse 4 verbunden ist.
Die Abdeckung 2 ist kastenförmig ausgebildet und aus Kunstharz geformt und hat eine verhältnismäßig bessere thermische Leitfähigkeit, wobei ein offener Umfang 2a von ihr an einem dazu ausgerichteten, gegenüberliegenden Umfang 1a des Anschlussdosenkörpers 1 durch Verriegelungsteile (nicht gezeigt) befestigt ist. An einer oberen Wand 2b der Abdeckung 2, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, befinden sich vier Stützstäbe 9, die sich in der Befestigungsrichtung der Abdeckung 2 erstrecken, wobei jeder eine Führungsnut 9a aufweist.
Zum Schutz des PTC-Elements 6 ist dieses im zylindrischen Gehäuse 3 aufgenommen, das von einer dünnen Metallplatte gebildet ist. Das Gehäuse 3 hat eine Außenumfangswand 3a mit hervorstehenden Lamellen 10, die den Führungsnuten 9a zugeordnet sind, die in den sich von der Abdeckung 2 nach unten erstreckenden Stützstäben 9 ausgebildet sind.
Die Ummantelung 4 bildet einen Verbinder, der das PTC- Element 6 abstützt, und ist mit dem Gegenverbinder 8 verbunden. Die aus Kunstharz geformte Ummantelung 4 weist einen kreisförmigen Stützabschnitt 4a und eine Buchseneingriffsfläche 4b auf.
Der Stützabschnitt 4a der Ummantelung 4 hat Anschluss- Einsetzöffnungen 11, 11' zum Einsetzen und Befestigen der Verbindungs-Anschlussstreifen 5, 5'. Der Stützabschnitt 4a hat einen kreisförmigen Umfang, der mit einem vorstehenden Umfangsabschnitt 4c zum Aufnehmen des Gehäuses 3 ausgebildet ist.
Die Verbindungs-Anschlussstreifen 5, 5', die jeweils durch Biegen und Schneiden einer elektrisch leitfähigen Metallplatte ausgebildet wurden, haben jeweils ein Verbindungsteil 5a bzw. 5a' für das PTC-Element an ihrem einen Ende und einen Elektro-Steckerkontaktabschnitt 5b bzw. 5b' an dem anderen Ende.
Das PTC-Element 6 weist ein Paar von elektrischen Polplatten 12, 12' und eine elektrisch leitfähige Polymerverbindung auf, die zwischen dem Paar von Platten sandwichartig aufgenommen ist, wodurch sich ein PTC-Effekt ergibt. Die elektrischen Polplatten 12, 12' sind mittels eines Leitungsteils 12a bzw. 12a' jeweils mit dem Verbindungsteil 5a bzw. 5a' der Verbindungs-Anschlussstreifen 5, 5' gekoppelt. Daher ist das PTC-Element 6 mittels der Verbindungs-Anschlussstreifen 5, 5' abgestützt, die mit dem zugeordneten Verbinder im Eingriff sind.
Die Verbindungs-Anschlussstreifen 5, 5' sind so durch Eindrücken der elektrischen Kontaktabschnitte 5b, 5b' durch die Anschlusseinsetzöffnungen 11, 11' am Stützabschnitt 4a befestigt, dass sie sich vom Stützabschnitt 4a der Ummantelung 4 zu einem Verbindungsabschnitt 4b erstrecken. Nachdem die Verbindungs-Anschlussstreifen 5, 5' in der Ummantelung 4 aufgenommen sind, wird der vorstehende Abschnitt 4c so mit dem Gehäuse 3 in Eingriff gebracht, dass das PTC-Element 6 vom Gehäuse 3 umschlossen ist.
Die Ummantelung 4 mit den daran befestigten Verbindungs- Anschlussstreifen 5, 5' ist mit dem Gegenverbinder 8 im Eingriff. Daher ist die Ummantelung 4 so mit der Leiterplatte 7 gekoppelt, dass die Elektrokontaktabschnitte 5b, 5b' der Verbindungs-Anschlussstreifen 5, 5' mit Buchsenanschlussstücken (nicht gezeigt) im Gegenverbinder 8 gekoppelt sind.
Ferner sind die hervorstehenden Lamellen 10 des Gehäuses 3 in die Führungsnuten 9a der Stützstäbe 9 an der Abdeckung 2 eingesetzt. Darauf folgendes Drücken der Abdeckung 2 in Richtung des Anschlussdosenkörpers 1 bewegt die vorstehenden Lamellen 10 in den Führungsnuten 9a so vorwärts, dass die Abdeckung 2 am Anschlussdosenkörper 1 befestigt ist.
Bei der Verwendung ist das Gehäuse 3 mit der Abdeckung 2 gekuppelt, wobei die hervorstehenden Lamellen 10 mit den Führungsnuten 9a im Eingriff sind, die in den Stützstäben 9 ausgebildet sind. Daher ist das Gehäuse 3 stabil gehalten ohne eine strukturelle Vibration, sogar bei einer relativen Kraftfahrzeugvibration. Ferner wird die im Gehäuse 3 vom PTC- Element 6 erzeugte Wärme unverzüglich zu den hervorstehenden Lamellen 10 des Gehäuses 3 und den Stützstäben 9 an der Abdeckung 2 übertragen. Dies verbessert die Abstrahlung der erzeugten Wärme, was zu einer Rückstellzeit-Reduzierung einer das PTC-Element 6 aufweisenden Schutzschaltung führt.
Ferner wird durch die bessere Wärmeabstrahlung eine außergewöhnliche Temperaturerhöhung im Anschlussdosenkörper 1 verhindert.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht von Verbindungs- Anschlussstreifen 13, 13' bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform, welche Verbindungs-Anschlussstreifen mit dem PTC-Element 6 gekoppelt sind.
Die Verbindungs-Anschlussstreifen 13, 13' haben jeweils eine Wärmeabstrahlungsfläche 13c bzw. 13c' zwischen einem Verbindungsteil 13a bzw. 13a' und einem Elektrokontaktabschnitt 13b bzw. 13b'. Ferner hat jede der Wärmeabstrahlungsflächen 13c, 13c' eine Sägezahnfläche 14 bzw. 14' an jeder ihrer Seitenenden. Die Verbindungsteile 13a, 13a' und die Elektrokontaktabschnitte 13b, 13b' sind in ihrem Aufbau gleichartig wie die Verbindungsteile 5a, 5a' und die Elektrokontaktabschnitte 5b, 5b' der zuvor genannten Verbindungs-Anschlussstreifen 5, 5'. Daher vergrößern die Wärmeabstrahlungsflächen 13c, 13c', die mit den Sägezahnflächen 14, 14' in den Verbindungs-Anschlussstreifen 13, 13' versehen sind, vorteilhaft nochmehr die Wärmeabstrahlung.
Im Folgenden werden die Betriebseffekte der Erfindung erläutert.
Bei der Erfindung ist das Gehäuse, das das PTC-Element umschließt, an den Stützstäben befestigt, die sich von der Abdeckung nach unten erstrecken. Daher wird die vom PTC- Element erzeugte Wärme vom Gehäuse zu den Stützstäben abgeleitet, so dass sie wirkungsvoll von der oberen Wand der Abdeckung abgestrahlt wird.
Dies schließt eine Deformation des Gehäuses infolge einer temperaturbedingten Ausdehnung aus und reduziert die Rückstellzeit einer Schutzschaltung, die das PTC-Element aufweist. Ferner erhöhen die Wärmeabstrahlungsflächen mit den Sägezahnflächen in den Verbindungs-Anschlussstreifen den Wärmeabstrahlungseffekt zusätzlich. Ferner sichern die Stützstäbe der Abdeckung das Gehäuse so, dass ein Herausfallen des Gehäuses, sogar wenn die Anschlussdose Schwingungen von einem mit der Dose ausgerüsteten Fahrzeug aufnimmt, sicher verhindert ist. Darüberhinaus wirken beim Aufsetzen der Abdeckung auf den Anschlussdosenkörper die Führungsnuten der Stützstäbe und die zugeordneten hervorstehenden Lamellen des Gehäuses als eine Positionierungsführung, welche einen besseren Zusammenbauvorgang dieser ermöglichen. Daher verbessert diese Erfindung die Elektro-Anschlussdose in ihrer Schaltungsleistungsfähigkeit und erleichtert ihren Zusammenbau.

Claims

1. PTC-Element und dessen Montageteilvorrichtung für eine Elektro-Anschlussdose, aufweisend:

eine Mehrzahl von Stützstäben (9), die sich von einer oberen Wand (2b) einer an dem Elektro-Anschlussdosenkörper (1) angebrachten Abdeckung (2) nach unten erstrecken,

ein Gehäuse (3), das das PTC-Element (6) umgibt und hervorstehende Lamellen (10) aufweist, die sich in Richtung parallel zu den Stützstäben (9) erstrecken, und

in jedem der Stützstäbe (9) geformt eine Führungsnut (9a), die eine der hervorstehenden Lamellen (10) aufnimmt, um das Gehäuse (3) zu halten.

2. PTC-Element und dessen Montageteilvorrichtung wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei das das PTC-Element (6) umgebende Gehäuse (3) an einer Ummantelung (4) anbringbar ist, die mit einem im Anschlussdosenkörper (1) vorgesehenen Gegenverbinder (8) verbunden ist,

wobei die Vorrichtung ferner ein Paar von Verbindungs- Anschlussstreifen (5, 5'; 13, 13') aufweist, die jeweils ein Verbindungsteil (5a, 5a'; 13a, 13a') an ihrem einen Ende und einen Elektro-Steckerkontaktabschnitt (5b, 5b'; 13b, 13b') an dem anderen Ende aufweisen,

wobei der Anschlussstreifen (5, 5'; 13, 13') in die Verbinderummantelung (4) einführbar ist,

wobei die Verbindungsteile (5a, 5a'; 13, 13a') mit einem Paar von elektrischen Polplatten (12, 12') des PTC-Elements gekoppelt und im Gehäuse (3) aufgenommen sind,

wobei die Elektrokontaktabschnitte (5b, 5b'; 13b, 13b') mit zugeordneten Anschlussstücken im Gegenverbinder (8) verbindbar sind.

3. PTC-Element und dessen Montageteilvorrichtung wie in Anspruch 2 beansprucht, wobei die Ummantelung (4) eine Stützbasis (4a) und ein Paar von Anschlussschlitzen (11, 11') aufweist, die in der Stützbasis (4a) ausgebildet sind und in die die Verbindungs-Anschlussstreifen (5, 5'; 13, 13') eingesetzt sind, wobei der Ummantelungsstützabschnitt (4a) einen Außenumfang aufweist, der von einem hervorstehenden Abschnitt (4c) geformt ist, der mit dem Gehäuse (3) in Eingriff ist.

4. PTC-Element und dessen Montageteilvorrichtung wie in Anspruch 2 beansprucht, wobei jeder der Verbindungs- Anschlussstreifen (13, 13') eine Wärmeabstrahlungsfläche (13c, 13c') zwischen dem Verbindungsteil (13a, 13a') und dem Elektrokontaktabschnitt (13b, 13b') aufweist.

5. PTC-Element und dessen Montageteilvorrichtung wie in Anspruch 4 beansprucht, wobei jeder der Verbindungs- Anschlussstreifen (13, 13') ferner eine Sägezahnfläche (14, 14') an jedem seiner Seitenenden aufweist.