插入式保险元件的制作方法

本发明涉及一种具有电熔丝的插入式保险元件。本发明也涉及一种具有这种插入式保险元件的绞合线。本发明还涉及一种具有至少一条上述绞合线的线路组件。此外，本发明还涉及一种具有至少一个上述线路组件的车辆。本发明特别能够应用于如机动车辆或飞行器这样的交通工具的电路中。

背景技术：

通过在车体中增加使用不导电的材料组合直至采用完整的化纤增强塑料车体(例如单壳式结构(Monocoque))并且通过不同的连接技术(例如粘合、铆合、焊接等)，典型的通过接地片而引入车体的、从耗电器至电池的接地返回电流将是不确定及不定向的。该不确定的接地返回电流可能形成电磁场，该电磁场可能影响或者在一定条件下甚至损害机载电子设备和乘客。迄今通常使用的经由车体的地回路由此严重受损，即实际上是不可行的。

上述问题能够通过布设更多的绞合线的地回路来解决，但这会导致车载网络及线束的重量增加。

通过将扁平导体用于地回路，可以减少安装空间和导体重量。在此，沿着从后部空间到发动机室的底盘轮廓布设扁平导体。作为中央电源和地回路的扁平导体结构还不依赖于车体材料地消除了电磁场的形成。通过在车辆中布置扁平导体，还提高了车载网络的稳定性。

为了不损害相邻的扁平导体，单个的扁平导体或构造为多层的扁平导体(多导轨(Multischiene))基于其扁平结构而在侧面和/或端面 上具有突出的接触元件或接触系统。接触元件或接触系统经由绞合线通向各耗电器，例如电气和/或电子电路，如电子设备，传感器、驱动器等。

这种情况下，例如可以通过在扁平导体与绞合线之间设置熔断丝来保护扁平导体免受连接的绞合线的损害。在通过横截面(面积)减少而实施的熔断丝的情况下，由于局部的电流密度增加可能出现局部的明显的升温。除了保险情况，要避免这种局部温度集中在技术上是耗时的且/或成本高昂的。

技术实现要素：

本发明的目的在于至少部分地克服现有技术的缺点，特别是提供一种用于降低两个导体之间的，特别是扁平导体与绞合线之间的保险装置的温度的可行方案。

上述目的通过独立权利要求的特征解决。优选的实施方式可以从从属权利要求、接下来的说明以及说明书附图中获得。

上述目的可以通过插入式保险元件来解决，该插入式保险元件具有特别是扁平的、特别是带状的薄板部，该薄板部具有第一端部、第二端部和布置于第一、二端部之间的中间部，其中，第一端部形成为扁平插头接点，第二端部形成为用于与绞合线连接的连接区域，并且中间部形成为保险装置(下文中也可能称为“过流保护装置”或“短路保护装置”)。

这种插入式保险元件具有以下优点，即通过形成为扁平插头接点或扁平插头接点区域的第一端部能够实现从中间部到与扁平插头接点相连的导线(例如扁平导体)上的大面积地热传导。这样能够有效地从中间部并且由此从过流保护装置导出热量，这例如可以延长使用寿命。此外，通过能够以简单的方式大面积地形成的连接区域，还能够 实现从过流保护装置到绞合线的有效的散热。

扁平插头接点也实现了一种特别安全和强劲的电连接。扁平插头接点对扁平导体的连接是特别有利的，这是因为所需的安装成本低，特别是对于在侧面或端面上布置有翼片或簧片样式的接触元件这样的扁平导体。此外，以简单的方式实现了扁平的插入系统构造和小的安装空间。能够使用传统的可靠的连接及加工技术以制造和连接插入式保险元件。这能提供一种与保险装置的成本低廉的接触。

还能够将插入式保险元件看作为一种保险装置，其外部或端部形成为用于与绞合线扁平插入式接触或接触。能够将插入式保险元件看作为具有一体化的插头接点的用于绞合线的保险装置，或者具有一体化的保险装置的用于绞合线的插头接点。

“扁平”体可以理解为一种厚度明显(例如至少5倍或10倍地)小于其侧面延展度(例如长度或宽度)的机体。带状的薄板部可以例如特别理解为一种扁平的薄板件，其长度(包括端部和中间部)大于其宽度。

特别是，扁平插头接点实现了(阳)扁平的插入式凸缘或插入式簧片与相应的(阴)壳体(扁平插头外壳“扁平插头外壳”)之间的插入连接或插入式接触，该(阴)壳体具有用于插入式凸缘的狭长的或扁平的容纳部。由此插入式簧片扁平地压接在扁平插头外壳中的相应的对接面或接触面上，从而能够以简单的方式成本很低且非常有效地导出热量。

一种特别经济的设计方案是，薄板部是冲压件。一种特别有利的设计方案是薄板部是纯冲压件，即不可以再弯曲。但薄板部也可以是同样能够简单经济地制造的冲压/弯曲件。可选的，还可以通过其他方法使薄板部变细，例如激光切割。

一种利于有效散热的设计方案是，插入式凸缘能够夹紧在扁平插头外壳中，特别是借助锁定机构。该锁定机构能够例如在以零插入力(Zero-Insertion-Force；ZIF)或极少的插入力完成插入后，将扁平插头外壳的接触面挤压到插入式凸缘上。这对特别安全的(例如抗振的)插入连接是有利的，即例如通过可拆卸的闩锁或者通过(对有效散热特别有利的)接触力大的夹紧或压配合，使插入式凸缘能够锁定在扁平插头外壳中。可以例如借助扁平插头外壳的合适的压紧机构来实施压配合。

通常可以仅借助第一端部或者借助第一端部和至少一个安装在第一端部上的其他组件来实现将薄板部的第一端部形成为扁平插头接点。

通常可以仅借助第二端部或者借助第二端部和至少一个安装在第二端部上的其他组件来实现将第二端部形成为用于与绞合线连接的连接区域。

通常可以仅借助中间部或者借助中间部和至少一个安装在中间部上的其他组件来实现将中间部形成为过流保护装置。

一种设计方案是，第一端部形成为一种插入式簧片。能够特别简单地提供该插入式簧片(例如借助简单的冲压工艺)。插入式簧片能够插入或插在与插入式保险元件接触的导体元件(例如扁平导体)的扁平插头外壳中。在这种构造中，插入式保险元件的扁平插头接点特别地形成为一种扁平插入连接的阳接触元件。

另一种设计方案是，借助至少一个扁平接头或扁平接触区域(即非点状地)在第一端部上安装扁平插头外壳(作为扁平插头接点的另一组件)。这种情况下，扁平插头接点由扁平插头外壳以及作为扁平 插头外壳的载体的第一端部共同组成。扁平导体例如能够与扁平插头接点这样连接，即扁平导体形成为具有插入式簧片，该插入式簧片能够插入到插入式保险元件的扁平插头外壳中。这使得能够特别简单和节省成本地制造扁平导体，并且扁平导体的结构特别强劲。在本方案中，插入式保险元件的扁平插头接点特别地形成为扁平插入连接的阴接触元件。

对有效散热有利的是，扁平插头外壳通过特别是水平的扁平接头与第一端部相连，特别是直接地即无其他中间元件地连接。另一优点在于，通过直到插入式簧片的接触面的电绝缘且媒介密封的注射成型，能特别简单地实现的扁平导体的插入式簧片的可密封性。

上述设计方案的另一优点在于，当扁平插头外壳出现故障时，例如其接触层板折断时，能够替换导体，而不需要拆除一定程度上相当长的扁平导体。

该设计方案的另一优点在于通过扁平插头外壳加强了从保险装置及中间部的散热。

扁平插头外壳可以例如通过铆接(也称为“咬合连接(Clinchen)”或“点焊凸焊”(Toxen))与薄板部的第一端部相连。由此优选的，插入式插头外壳的制造程序与具有不同材料、工艺和周期的熔断丝解除关联。因此，插入式保险元件(特别是其扁平插头外壳和薄板部)可以多部分地或模块化地组成。

另一种设计方案是，在插入式保险元件上，特别地在其薄板部上(即在第一端部和/或第二端部和/或中间部上)设置有至少一个冷却突出部。这进一步改善了从中间部及从保险装置的散热。一种特别容易实施的改进方案是，该至少一个冷却突出部具有至少一个从薄板部的侧面突出的弯曲的区域，或者该至少一个冷却突出部就是这样的区域。 薄板部还能够例如制成冲压/弯曲件。特别地，该区域可以垂直地弯曲。

可选地或者另外地，在插入式保险元件上，特别地在其薄板部上可以布置有至少一个单独制造的冷却体。

该至少一个冷却突出部能够例如形成为至少一个冷却肋、冷却片、冷却销等。

一种进一步改善散热的可选的或另外的可实施的设计方案是，薄板部，特别是其第一端部和/或第二端部与至少一条散热线相连。该散热线可以例如形成为散热电缆。

另一设计方案是，中间部具有一个作为熔断丝的横截面骤降部(Querschnittsverjüngung)。由此，能够在没有额外的花费并且特别地还没有额外的组件的情况下将过流保护装置制成为例如简单的冲压部件。

另一设计方案是，中间部具有至少一个用于形成过流保护装置的其他组件，即过流保护装置由薄板部的中间部和至少一个其他组件形成。该至少一个其他组件可以单独地制造，并安装到中间部上。这种情况下，中间部可以变细或不变细。

一种改进方案是，该至少一个其他组件具有至少一个熔断丝(例如焊接或粘合的熔断丝体)。

另一改进方案是，保险装置是烟火保险装置。该至少一个其他组件可以例如是具有雷管的壳体。

另一改进方案是，属于中间部的保险装置是电子保险装置或半导体保险装置。电子保险装置可以设计为控制电流或切换电流。作为至 少一个其他组件，该电子保险装置可以包含至少一个被动的(自足的(autarkes))或至少一个主动的开关元件，该开关元件可以与用于调控/控制电流的另一信号线相连。至少，该被动或主动的开关元件可以固定在中间部上。电子保险装置可以包括例如微控制器、FPGA、ASIC等，或者与这样的装置相连。

另一设计方案是，至少中间部(和必要时与之相连的第一端部和/或第二端部的部分区域)或者至少过流保护装置被壳体包围。壳体例如通过密封保护中间部和保险装置，使其免受诸如有害媒介这样的外部影响。还能够有利地引起插入式保险元件的机械强化。壳体还能够例如通过构造为锁定元件而形成或用于定位或固定。此外，壳体那个形成或用于引导第一部分的插入。壳体还能够作为过流保护装置的功能部件，

一种设计方案是，壳体是导热性的壳体。这进一步改善了中间部和/或薄板部的至少一个端部的散热。

壳体可以例如是塑料壳体，特别地是电镀的塑料壳体和/或导热性塑料制成的塑料壳体。

另外，一种设计方案是，带状薄板部具有由不同材料制成的两个外层，在其中一个外层上形成扁平插头接点的接触区域，另一外层上形成连接区域。由此能够实现插入式保险元件在端部上与不同材料的导体之间的良好接触。

例如，插入式保险元件的构造为铝-铜双层板(Al-Cu-Zweilagenblech)的薄板部可以用其由铝(或铝合金)制成的外侧与由铝(或铝合金)制成的扁平导体插接，并且用其由铜(或铜合金)制成的外侧与绞合线的由铜(或铜合金)制成的电缆接线头或金属线相连。该铝-铜双层板可以例如由铝-铜轧制板材削细而成，例如通过冲压 或切割。

通常，带状薄板部可以在两个外层之间具有至少一个中间层，并被相应地使用。

为了防止可能发生的电解腐蚀，优选地密封多层薄板部的两种不同材料之间的过渡区域，以免受媒介影响。为此，薄板部可以至少在这里例如电镀密封或涂覆塑料。。

另一种设计方案是，插入式保险元件具有至少一个电滤波器，例如频率滤波器。这样能够明显减少相接触的绞合线的干扰磁场和/或电场，并由此显著改善电磁相容性(EMV)。

通过在至少一端上与插入式保险元件的连接区域如上所述地机械连接和电连接的绞合线也能解决本目的。绞合线能够与插入式保险元件类似地构造，并具有相同的优点。由此，优选的，绞合线在至少一端上配备有插入式保险元件。该插入式保险元件也可以看作是绞合线的末端。插入式保险元件通过其连接区域以及通过薄板部的第二端部直接或间接地(例如通过中间元件)与绞合线的至少一条金属线牢固地连接。

该至少一条金属线通常能够与连接区域材料接合地(例如熔接或焊接)且/或动力接合地(例如夹紧或压接)和/或形状接合地(例如缠绕或压接)连接。

这样的绞合线可以包括一条芯线(具有一条以上金属线)或者多条芯线(各自具有一条以上金属线)。

绞合线可以在其另一端例如与耗电器(例如电气和/或电子电路(如电子设备、传感器、驱动器等))相连。

一种设计方案是，绞合线的至少一条线与电缆接线头相连，并且电缆接线头特别地经由扁平接头与薄板部的第二端部及插入式保险元件的连接区域相连。

还有一种设计方案是，例如通过焊接连接、压接连接或者激光或超声波焊接，绞合线的至少一条线与第二端部直接相连。

本目的还可以通过一种线路组件解决，在该线路组件中，如上所述的绞合线经由插入式保险元件的扁平插头接点与扁平导体相连。这种线路组件可以特别平坦地和紧凑地实施。特别地，当保险装置熔断时，仅需要替换绞合线(及其插入式保险元件)或者甚至仅需替换插入式保险元件，而不需要替换扁平导体。

特别地，扁平导体是一种铝制扁平导电轨。该扁平导体可以构造为单片的或多层的(即由多个单独制造的部分共同组合的)。

本目的还可以通过一种车辆解决，该车辆具有至少一个上述插入式保险元件，至少一条上述绞合线(及其插入式保险元件)和/或一个如上所述的线路组件。

特别地，车辆是机动车(例如客车、火车、公交车等)或者飞行器(例如飞机、直升机等)。

特别地，在使用铝制扁平导电轨作为扁平导体的情况下，即使车体在很大程度上或实际全部由非金属制成，也能够提供节省空间和重量轻的地回路方案。

一种改进方案是，铝制扁平导电轨沿着车辆的从后部空间至发动机室的底盘轮廓布置。

接下来，结合附图进一步说明实施例。结合以下对实施例的示意性说明能够更清楚地理解本发明的上述特征、优点及其实现方式。

附图说明

图1以斜视图示出根据第一实施例的具有插入式保险元件的车辆的线路组件的截面；

图2以斜视图示出根据第二实施例的具有插入式保险元件的车辆的线路组件的截面；

图3以斜视图示出根据第三实施例的具有插入式保险元件的车辆的线路组件的截面；

图4以斜视图示出根据第四实施例的具有插入式保险元件的车辆的线路组件的截面；

图5以斜视图示出根据第四实施例的线路组件的截面的分解图。、

附图标记列表

1 插入式保险元件

2 薄板部

3 第一端部

4 第二端部

5 中间部

6 壳体

7 冷却体

11 插入式保险元件

21 插入式保险元件

22 接触轨

A 芯线

B 电缆接线头

F1 扁平导体

F2 扁平导体

G1 扁平插头外壳

G2 扁平插头外壳

K 电缆

L1 线路组件

L2 线路组件

L3 线路组件

L4 线路组件

P 机动车

S 扁平插头外壳的插入口

Z 簧片

具体实施方式

图1以斜视图示出车辆(例如机动车P)的线路组件L1的截面。线路组件L1具有带状的扁平导体F1，该扁平导体F1例如能够沿着机动车P的从后部空间(未示出)至发动机室(未示出)的底盘轮廓(未示出)延伸，并且可以例如由铝或铝合金制成。这样的扁平导体F1也可以称为扁平导电轨。在发动机室中，扁平导体F1能够例如与电池相连。

扁平导体F1可以具有一个或多个侧扁平插头接点，在此示出(阴性)扁平插头外壳G1形式的扁平插头接点。

扁平插头外壳G1包括扁平导体F1的从侧面突出的簧片Z，簧片Z在端部具有其他组件，例如另一壳体部件T或夹紧机构(未示出)等。在此，簧片Z提供了用于插入扁平插头外壳G1的阳扁平插头接点的接触区域。扁平插头接点插入扁平插头外壳G1的狭缝状的插入口S中，以建立插入连接。扁平插头外壳G1可以形成为零插入力壳体，并且例如通过选择性地松开或保持的夹紧或压紧机构(未示出)固定地保持且实际上锁定扁平插头接点。

线路组件L1还包括具有至少一个金属线D(见图2)的电缆K的形式的绞合线。电缆K在其远端(未示出)与耗电器(未示出)相连，并且通过示出的近端与扁平导体F1相连，以实现确定的电气接地回路。为此，电缆K在其示出的近端配备有插入式保险元件1，该插入式保险元件1形成过流保护装置以及用于插入扁平插头外壳G1的阳扁平插头接点。

为此，插入式保险元件1具有大致呈带状的薄板部2，该薄板部具有第一端部3、第二端部4以及布置在第一、二端部之间的中间部5。第一端部2形成为简单的插入式簧片，该插入式簧片仅用作阳扁平插头接点并且能够插入到扁平插头外壳G1的插槽状的插入口S中。

第二端部4形成为用于与电缆K连接的扁平的连接区域。为此，电缆K的近端配备有铜制成的电缆接线头B，该电缆接线头B例如通过铆焊(Durchsetzfügen)而与第二端部4扁平地并且固定地(特别是形状接合的)相连。

中间部5形成为过流保护装置，其横截面形状为此明显变细，这里是弯曲的。中间部5由此形成为熔断丝或保险丝。

为了保护和机械强化中间部5，中间部5被导热性的(例如金属涂覆的或由导热性的塑料制成的)壳体6包围，该壳体6也保持第一端部3和第二端部4与中间部的连接区域。壳体6可以与中间部5一起形成过流保护装置的功能组件。

薄板部2可以形成为双金属带，其具有例如上侧的铜制的外层以及下侧的铝制的外层。铜制的上侧能够在第二端部4上与铜制的电缆接线头B扁平地相连，而铝制的下侧能够在第一端部3上与扁平导体F1的铝制的簧片Z保持扁平的接触。

可选的，特别是当薄板部2完全由铜制成时，可以将例如簧片Z形成为双金属元件。不过也可以完全放弃双金属的设计方案，并且接受例如接触区域上的材料的不匹配。

另外，插入式保险元件1可以具有至少一个电滤波器(未示出)。还可以与散热电缆(未示出)连接。

此外，为了机械强化和抵御媒介，可以再设置一个壳体(未示出)，特别是从电缆K(尤其是从其电缆接线头B)直至扁平导体F1的簧片Z充裕地设置并由此固定该壳体。借助这样的壳体能够保护和强化整个插入式保险元件1及其与扁平导体F1和电缆K的接触区域。

当正常强度的电流在电缆K与扁平导体F1之间流动时，中间部5比端部2、3更明显地被加热，但不会熔断。为了避免材料软化及中间部5的老化，应尽可能有效地将热量散发。这可以借助插入式保险元件1通过以下方式实现，即基于由第一端部3与簧片Z之间的大面积的并且牢固的接触而产生的扁平插入式连接能够实现中间部5与扁平导体F1之间的非常低的热阻。由此又可以非常有效地将热量从中间部5导出到扁平导体F1上。通过第二端部4与电缆接线头B之间的大面积的且牢固的接触，也能够将热量从中间部5导出到电缆K上。同时提供电缆K到扁平导体F1之间的强劲且不易干扰的电流传导。

图2以斜视图示出根据第二实施例的线路组件L2。线路组件L2与线路组件L1相似地构成，并具有相同的插入式保险元件1。与线路组件L1不同的是，此时电缆K的裸线D直接设置在薄板部2的第二端部4及相应的连接区域上。这可以例如通过诸如超声波焊接或激光焊接这样的焊接或熔接来实现。

图3以斜视图示出根据第三实施例的线路组件L3的截面。线路组件L3与线路组件L2相似地构成，并且相同地，插入式保险元件11与 电缆K的直接地连接。

插入式保险元件11与插入式保险元件1的不同之处在于，薄板部2的第一端部3上具有冷却体7。冷却体7可以是单独制造的薄板部，该薄板部与第一端部3扁平且牢固地相连，例如与其相焊接或咬合连接(geclincht)。这里例如可以将狭长的铝带或铜带在其两端部区域垂直地弯曲，使得铝带或铜带的连接两端部区域的中间区域与薄板部的第一端部3扁平地相连，并且其两端部区域例如作为冷却肋或冷却片垂直地、高地突出。

可选的，例如，可以通过从第一端部3一体地形成冷却体而提供具有冷却肋的多重冷却体。例如可以通过分离具有在第一端部3的侧面突出的翼片的薄板部2，然后可以弯曲(abgekantet)翼片而实现。这也可以在第二端部4上类似地实行。

图4以斜视图示出根据第四实施例的线路组件L4的截面。线路组件L4与线路组件L1至L3的不同之处在于，扁平插头外壳G2安装在插入式保险元件21上，并且扁平导体F2的簧片Z用作阳扁平插头接点。扁平插头外壳G2和第一端部3的组合形成了阴扁平插头接点。扁平插头外壳G2通过接触轨22稳定地与薄板部2的第一端部3相连，例如通过铆焊或焊接等，其中接触轨22提供与簧片Z的扁平接触的接触面。

图5以斜视图示出根据第四实施例的线路组件L4的截面的分解图。

电缆K的金属线D可以在端侧与例如电缆接线头B这样的连接元件通过接合工艺，例如通过压接或焊接而牢固地相连接。由此使电缆K配备有电缆接线头B，这也可以被称为导体装配(Leitungskonfektion)。

也可以将例如已经装备了壳体6的薄板部2与扁平插头外壳G2经通过接合(Fügen)而牢固地连接，从而形成插入式保险元件21。为此，扁平插头外壳G2的接触轨22与薄板部2的第一端部3例如通过铆焊，即“咬合连接”或“点焊凸焊”或通过焊接等相互连接。

特别地，此后，电缆接线头B可以与薄板部2的第二端部4通过接合工艺牢固地相连，例如通过铆焊、焊接、螺钉固定或压接等。

特别地，此后，可以将其上固定有插入式保险元件21的电缆K插到扁平导体F2的簧片Z上。这里，可以例如通过夹紧机构和/或螺栓连接等牢固地保持电缆。

从电缆K到簧片Z的区段或者至少该区段的一部分还可以被另一密封部(未示出)包围，例如喷涂的密封剂或壳体。该密封部能够促进例如机械强化和抵御媒介。

当然，本发明并不限于所示出的实施例。

在所有线路组件L1至L4中，薄板部2和/或扁平导体F1或F2可以实施为单层或多层的部件，例如双金属带或条。

通常，只要没有明确排除(例如表述为“只有一个”)，各部件的个数可以理解为一个或多个，特别是描述为“至少一个”或“一个或多个”的时候。

只要没有明确排除，数值数据也可能包括常见的误差。