DE10307847A1

DE10307847A1 - Protected electrical ribbon cable has protected conductor with two contact points between outer connection ends that are bridged by protection element in form of temperature-variable resistance

Info

Publication number: DE10307847A1
Application number: DE2003107847
Authority: DE
Inventors: Gerd Bierbaum
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2004-09-02

Abstract

The protected electrical cable (1) has at least one electrical conductor (2) that is protected against excessive current by a protection element (4). The cable is a ribbon cable whose protected conductor has two contact points (5,6) between the outer connection ends of the cable that are bridged by the protection element in the form of a temperature-variable resistance.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kabel mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.The invention relates to an electrical Cable with the features of the preamble of claim 1.

Zur elektrischen Absicherung von Leitungssätzen in Kraftfahrzeugen werden üblicherweise Sicherungsboxen oder Sicherungsdosen eingesetzt. Eine solche Sicherungsbox ist beispielsweise aus DE 197 13 008 C1 in Form einer Zentralelektrik bekannt. Diese Zentralelektrik stellt eine zentrale Schnittstelle von Kraftfahrzeugelektriksystemen dar. Sie weist Steckplätze für Relais und Sicherungen sowie Anschlussmöglichkeiten für mit elektrischen Kupplungsorganen versehene Kabelbäume auf.For electrical protection of wiring harnesses in motor vehicles usually fuse boxes or fuse boxes are used. Such a fuse box is for example off DE 197 13 008 C1 in the form of a central electrics known. This central electrical system is a central interface of motor vehicle electrical systems. It has slots for relays and fuses as well as connection options for electrical coupling organs provided with harnesses.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine technisch einfachere elektrische Absicherung von Kabeln vorzuschlagen.The invention is based on the object to propose technically easier electrical protection of cables.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Anspruches 1 gelöst.This task is performed by the feature combination of claim 1 solved.

Erfindungsgemäß ist das Kabel als Flachkabel ausgebildet, dessen abzusichernde Leitung zwischen den äußeren Anschlussenden des Flachkabels zwei voneinander getrennte Kontaktstellen aufweist. Die Trennung der abzusichernden Leitung kann beispielsweise mittels eines Schnittes oder eines Stanzvorganges an der abzusichernden Leitung erfolgen. Die beiden voneinander getrennten Kontaktstellen sind mittels des Sicherungselementes elektrische überbrückt, wobei das Sicherungs element als ein temperaturveränderlicher Widerstand ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist der Temperaturbeiwert des elektrischen Widerstandes temperaturabhängig. Je nach Einsatzort oder Anwendung des Kabels kann der Widerstand als Heißleiter (negativer Temperaturbeiwert) oder als Kaltleiter (positiver Temperaturbeiwert) ausgestaltet sein.According to the invention, the cable is a flat cable formed, the line to be hedged between the outer terminal ends of the flat cable has two separate contact points. The separation of the line to be secured, for example by means of a cut or a punching operation on the hedged Conducted. The two separate contact points are bridged by means of the fuse element electrical, wherein the fuse element is designed as a temperature-variable resistor is. In other words, the temperature coefficient of the electrical Resistance dependent on temperature. Depending on the location or application of the cable, the resistance as a thermistor (negative temperature coefficient) or as PTC thermistor (positive temperature coefficient) be designed.

Das elektrische Kabel ist vorzugsweise als flexibles Flachkabel oder Folienkabel ausgestaltet, bei dem eine biegsame Isolierung eine oder mehrere parallel zueinander angeordnete flache Leiterbahnen umhüllt. Dieses Kabel wird oftmals auch als FFC (flexible flat cable) bezeichnet.The electrical cable is preferably designed as a flexible flat cable or film cable, in which a flexible insulation one or more parallel to each other sheathed with flat conductor tracks. This cable is often referred to as FFC (flexible flat cable).

Da das Sicherungselement in der abzusichernden elektrischen Leitung integriert ist, kann auf separate Sicherungsboxen kostensparend verzichtet werden. Umständliche manuelle Montagevorgänge zum Anschlagen der abzusichernden Kabel an einer derartigen Sicherungsbox sind überflüssig. Demgegenüber kann der temperaturveränderliche Widerstand mittels eines vollautomatisierbaren Herstellungsprozesses in die abzusichernde Leitung integriert und dort elektrisch kontaktiert werden.Since the fuse element in the hedged electrical line is integrated, can be on separate fuse boxes cost-saving to be waived. Cumbersome manual assembly operations for Striking the cable to be secured to such a fuse box are superfluous. In contrast, can the temperature variable Resistance by means of a fully automated manufacturing process integrated into the line to be secured and contacted there electrically become.

Vorzugsweise ist das Sicherungselement als PTC-Widerstand (positiver Temperaturbeiwert) ausgebildet. Insbesondere eignen sich hierfür Polyswitch-Sicherungselemente. Bei Erwärmung durch einen zu hohen elektrischen Strom nimmt der elektrische Widerstand des Sicherungselementes stark zu, d.h. das Sicherungselement wird hochohmig. Auf diese Weise wird der zu hohe Strom automatisch wieder reduziert. Der PTC-Widerstand ist deshalb kostengünstig ohne zusätzliche technische Mittel auch zur Konstanthaltung des Stromes auf einem zulässigen Wert geeignet. Dies unterstützt eine lange Lebensdauer des Kabels und des daran angeschlossenen elektrischen bzw. elektronischen Aggregats.Preferably, the securing element designed as a PTC resistor (positive temperature coefficient). In particular are suitable for this Self-resetting circuit breakers. When heated by a too high electric current decreases the electrical resistance of the fuse element strong to, i. the fuse element becomes high impedance. In this way the excessively high current is automatically reduced again. The PTC resistor is therefore inexpensive without additional Technical means also for keeping the current constant permissible Value suitable. This supports a long life of the cable and the connected electrical or electronic aggregate.

Vorzugsweise bildet ein Bestandteil der Leitung selbst eine Kontaktstelle oder die Kontaktstellen für das elektrisch zu kontaktierende Sicherungselement. Insbesondere ist die Kontaktstelle bzw. die Kontaktstellen als ein Flächensegment der Leitung ausgebildet, wodurch eine zuverlässige elektrische Kontaktierung zwischen den Kontaktstellen und des Sicherungselementes gegeben ist. Die flächige elektrische Kontaktierung zwischen der Leitung und dem Sicherungselement bewirkt auch eine gute thermische Kopplung der z.B. aus Kupfer hergestellten Leitungsbahn mit dem Sicherungselement. Im Überlastfall überträgt sich die in der Leitungsbahn entstehende Verlustwärme schnell auf das Sicherungselement, so dass dieses sehr frühzeitig auslösen kann und dadurch die Leitung vor Überbeanspruchungen zuverlässig schützt.Preferably, a component forms the line itself a contact point or the contact points for the electrical to be contacted securing element. In particular, the contact point or the contact points formed as a surface segment of the line, making a reliable electrical contact between the contact points and the fuse element given is. The plane electrical contact between the line and the fuse element also causes good thermal coupling of e.g. made of copper Cable track with the fuse element. In case of overload transmits the heat loss in the line quickly on the fuse element, so that this very early trigger and thereby reliably protects the line from overstressing.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens eine Kontaktstelle relativ zur Ebene der Leitung versetzt angeordnet. Hierdurch kann das Sicherungselement auch bei Ausführungsformen mit verhältnismäßig großen Dimensionen auf der Isolierung des Flachkabels aufliegen und gleichzeitig zuverlässig mit den Kontaktstellen elektrisch kontaktiert werden.In a preferred embodiment is at least one contact point relative to the plane of the line staggered. This allows the fuse element also at embodiments with relatively large dimensions rest on the insulation of the flat cable and at the same time reliable with the contact points are electrically contacted.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden mit dem Sicherungselement korrespondierenden Kontaktstellen quer zur Flachkabelebene gegeneinander versetzt angeordnet. In dem durch den Versatz gebildeten Abstand kann im Montageendzustand das Sicherungselement einliegen. Durch diese spezielle Anordnung der Kontaktstellen quer zur Flachkabelebene wird das Sicherungselement beidseitig mechanisch stabil fixiert. Dies wiederum fördert eine elektrisch zuverlässige Kontaktierung des Sicherungselements. Eine derart versetzte Anordnung der Kontaktstellen berücksichtigt außerdem die physikalischen Eigenschaften von temperaturveränderlichen Widerständen.In a preferred embodiment are the two contact points corresponding to the fuse element arranged offset from one another transversely to the flat cable plane. In that formed by the offset distance can in the final assembly state the Insert safety element. Due to this special arrangement of Contact points transverse to the flat cable level, the fuse element is on both sides fixed mechanically stable. This in turn promotes an electrically reliable contacting of the Fuse element. Such a staggered arrangement of the contact points considered also the physical properties of temperature-variable resistors.

Vorzugsweise sind die beiden Kontaktstellen quer zur Flachkabelebene auf der selben Seite des Flachkabels angeordnet, so dass die die Kontaktstellen umgebenden Bereiche des Flachkabels eine mechanische Fixierung des Sicherungselementes un terstützen können, wenn das Sicherungselement entsprechende geometrische Dimensionen aufweist.Preferably, the two contact points are transverse to the flat cable level on the same side of the flat cable, so that the contact areas surrounding areas of the flat cable a mechanical fixation of the fuse element can support it, if the securing element has corresponding geometric dimensions.

Das als temperaturveränderlicher Widerstand ausgestaltete Sicherungselement hat den Vorteil, dass es aufgrund seiner selbsttätigen Rückstellung bzw. seiner reversiblen Wirkungsweise kostensparend mehrfach verwendbar ist. Zu diesem Zweck ist das Sicherungselement beispielsweise als Polyswitch-Sicherung ausgebildet.The temperature-changeable cons stand configured fuse element has the advantage that it is cost-saving reusable due to its automatic reset or its reversible mode of action. For this purpose, the fuse element is designed for example as Polyswitch fuse.

Indem mehrere Sicherungselemente mit unterschiedlichen geometrischen Dimensionierungen bzw. unterschiedlichen Flächen vorgehalten werden, ist durch Auswahl eines geeigneten Sicherungselementes der Auslösestrom für die abzusichernde Leitung parametrierbar.By having multiple security elements with different geometric dimensions or different surfaces be held, is by selecting a suitable fuse element the tripping current for the cable to be protected parameterizable.

Die Erfindung wird anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on the in The drawings illustrated embodiments illustrated in more detail. It demonstrate:

1 eine schematische Draufsicht auf ein Flachkabel mit drei elektrisch abgesicherten Leitungen, 1 a schematic plan view of a flat cable with three electrically secured lines,

2 eine schematische Seitenansicht entsprechend der Schnittlinie II-II in 1. 2 a schematic side view corresponding to the section line II-II in 1 ,

Das Flachkabel 1 gemäß 1 weist insgesamt drei parallel angeordnete, flache Leitungen 2 auf. Die beispielsweise aus Kupfer hergestellten Leitungen 2 sind von einer Isolierung 3 umgeben. Das Flachkabel 1 ist als biegsames Folienkabel ausgebildet, welches oftmals als FFC (Flexible Flat Cable) bezeichnet wird. Alle drei Leitungen 2 sind jeweils mittels eines Sicherungselementes 4 gegen Überstrom elektrisch abgesichert. Das Sicherungselement 4 ist als PTC-Widerstand ausge bildet. Seine elektrische Kontaktierung mit der zugeordneten Leitung 2 ist anhand von 2 gut erkennbar.The flat cable 1 according to 1 has a total of three parallel, flat lines 2 on. The lines made of copper, for example 2 are from an insulation 3 surround. The flat cable 1 is designed as a flexible foil cable, which is often referred to as FFC (Flexible Flat Cable). All three lines 2 are each by means of a fuse element 4 electrically protected against overcurrent. The fuse element 4 is formed out as a PTC resistor. Its electrical contact with the associated line 2 is based on 2 good to see.

Zwischen den hier nicht näher dargestellten äußeren Anschlussenden – symbolisiert durch das Bezugszeichen 15 – des Flachkabels 1 für seinen elektrischen Anschluss an Anschlusskontakte, elektrische bzw. elektronische Aggregate oder dergleichen weist jede abzusichernde Leitung 2 zwei voneinander getrennte Kontaktstellen 5, 6 auf. Die beiden Kontaktstellen 5, 6 sind einstückiger Bestandteil der Leitung 2 und im Bereich des Leitungsabschnittes 7 auf geeignete Weise voneinander getrennt worden (z.B. Abisolieren, Schneiden, Lasern oder Stanzen). Hierdurch ist die Leitung 2 in zwei Teilleitungen 8, 9 aufgetrennt. Mittels des Sicherungselementes 4 werden die beiden Teilleitungen 8, 9 bzw. deren Kontaktstellen 5, 6 elektrisch überbrückt. Zur elektrischen Kontaktierung zwischen den beiden Kontaktstellen 5, 6 und dem Sicherungselement 4 ist ein Verbindungsmedium 10 (z. B. Lötzinn, Lötpaste, Leitkleber) vorgesehen. Dieses elektrische Verbindungsmedium 10 wird vorzugsweise auf die dem Sicherungselement 4 zugewandte Oberfläche der ersten Kontaktstelle 5 sowie auf den der zweiten Kontaktstelle 6 zugewandten Oberflächenbereich des Sicherungselementes 4 aufgebracht. Dieser Vorgang sowie die darauffolgende elektrische Kontaktierung zwischen Sicherungselement 4 und den beiden Kontaktstellen 5, 6 wird vor zugsweise mittels eines automatisierten Fertigungsprozesses durchgeführt.Between the outer terminal ends not shown here - symbolized by the reference numeral 15 - the flat cable 1 for its electrical connection to terminals, electrical or electronic units or the like, each line to be secured 2 two separate contact points 5 . 6 on. The two contact points 5 . 6 are an integral part of the line 2 and in the region of the line section 7 have been suitably separated (eg stripping, cutting, laser or punching). This is the line 2 in two sub-pipes 8th . 9 separated. By means of the fuse element 4 become the two sub-lines 8th . 9 or their contact points 5 . 6 electrically bridged. For electrical contact between the two contact points 5 . 6 and the fuse element 4 is a connection medium 10 (For example, solder, solder paste, conductive adhesive) provided. This electrical connection medium 10 is preferably on the securing element 4 facing surface of the first contact point 5 as well as the second contact point 6 facing surface region of the fuse element 4 applied. This process and the subsequent electrical contact between fuse element 4 and the two contact points 5 . 6 is preferably carried out by means of an automated manufacturing process.

Die Kontaktstellen 5, 6 sind durch die beiden einander zugewandten Endbereiche der beiden Teilleitungen 8, 9 gebildet. Als Bestandteil der flachen Leitung 2 bilden die Kontaktstellen 5, 6 gewissermaßen zwei Flächensegmente, welche eine Flächenkontaktierung mit dem Sicherungselement 4 bewirken und dadurch eine zuverlässige elektrische Kontaktierung unterstützen. Beide Kontaktstellen 5, 6 sind gegenüber den übrigen Bereichen der Leitung 2 versetzt angeordnet. Dies wird durch ein Abbiegen der Kontaktstellen 5, 6 gegenüber derjenigen Ebene erzielt, in der sich die benachbarten Bereiche der Teilleitungen 8, 9 befinden. Die beiden Kontaktstellen 5, 6 sind gegenüber den übrigen Bereichen der Leitung 2 derart abgebogen, dass das Sicherungselement 4 behinderungsfrei am Flachkabel 1 positioniert werden kann. Hierbei ist zu beachten, dass das Sicherungselement in einer Breitenrichtung 11 eine größere Erstreckung aufweist als die Leitung 2. Außerdem sind die beiden Kontaktstellen 5, 6 derart abgebogen, dass sie quer zu einer durch die Breitenrichtung 11 und die Leitungsrichtung 12 aufgespannten Flachkabelebene gegeneinander versetzt angeordnet sind. In dem durch diesen Versatz gebildeten Abstand a liegt das Sicherungselement 4 ein. Diese Relativanordnung zwischen beiden Kontaktstellen 5, 6 und dem Sicherungselement 4 berücksichtigt die physikalischen Eigenschaf ten (z. B. Temperaturverhalten) des Sicherungselementes 4 im Betrieb des Flachkabels 1 und hilft hierdurch, einen übermäßigen Verschleiß im Bereich des Leitungsabschnittes 7 zu vermeiden. Die Kontaktstellen 5, 6 sind derart angeordnet, dass sie quer zur Flachkabelebene in Querrichtung 13 auf der selben Seite des Flachkabels 1 – in 2 auf der oberen Seite 14 des Flachkabels 1 – angeordnet sind.The contact points 5 . 6 are through the two mutually facing end portions of the two sub-lines 8th . 9 educated. As part of the flat pipe 2 form the contact points 5 . 6 In a sense, two surface segments which make a surface contact with the securing element 4 cause and thereby support a reliable electrical contact. Both contact points 5 . 6 are opposite the other areas of the line 2 staggered. This is done by bending the contact points 5 . 6 achieved in relation to the level in which the adjacent areas of the sub-lines 8th . 9 are located. The two contact points 5 . 6 are opposite the other areas of the line 2 bent so that the fuse element 4 Disability-free on the flat cable 1 can be positioned. It should be noted that the securing element in a width direction 11 has a greater extent than the line 2 , In addition, the two contact points 5 . 6 bent so that they are transverse to one by the width direction 11 and the conduit direction 12 spanned flat cable level offset from each other. In the distance a formed by this offset is the fuse element 4 on. This relative arrangement between two contact points 5 . 6 and the fuse element 4 takes into account the physical properties (eg temperature behavior) of the fuse element 4 during operation of the flat cable 1 and thereby helps to prevent excessive wear in the area of the pipe section 7 to avoid. The contact points 5 . 6 are arranged so that they transversely to the flat cable plane in the transverse direction 13 on the same side of the flat cable 1 - in 2 on the upper side 14 of the flat cable 1 - are arranged.

Selbstverständlich kann das Flachkabel 1 eine beliebige Anzahl n von Leitungen 2 aufweisen, wobei n ≥ 1. In weiteren Ausführungsformen sind im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß 1 nicht sämtliche Leitungen 2 des Flachkabels 1 mittels eines Sicherungselementes 4 abgesichert, wenn eine Absicherung für einzelne Leitungen 2 nicht erforderlich ist.Of course, the flat cable 1 any number n of lines 2 , where n ≥ 1. In further embodiments, in contrast to the embodiment according to FIG 1 not all lines 2 of the flat cable 1 by means of a securing element 4 hedged if a hedge for individual lines 2 is not required.

Es sei noch darauf hingewiesen, dass die in den Zeichnungen dargestellten Bauteile und Details sowie deren Relativanordnung zueinander nicht notwendigerweise maßstäblich sind.It should be noted that the components and details shown in the drawings as well as their relative arrangement to each other are not necessarily to scale.

Claims

Electric cable ( 1 ) with at least one electrical line ( 2 ), which by means of a fuse element ( 4 ) is protected against overcurrent, characterized in that - the cable is used as a flat cable ( 1 ) is formed, the line to be hedged ( 2 ) between the äu ßser connecting ends of the flat cable ( 1 ) two separate contact points ( 5 . 6 ), - that the two contact points ( 5 . 6 ) by means of the securing element ( 4 ) are electrically bridged and - that the fuse element ( 4 ) is a temperature-variable resistor.

Cable according to claim 1, characterized in that the resistor ( 4 ) has a positive temperature coefficient.

Cable according to one of the preceding claims, characterized by a surface segment of the line ( 2 ) as a contact point ( 5 . 6 ).

Cable according to one of the preceding claims, characterized in that the contact point ( 5 . 6 ) relative to the level of the line ( 2 ) is arranged offset.

Cable according to one of the preceding claims, characterized in that the two contact points ( 5 . 6 ) are arranged offset from one another transversely to the flat cable plane.

Cable according to one of the preceding claims, characterized in that the two contact points ( 5 . 6 ) across the flat cable level on the same side ( 14 ) of the flat cable ( 1 ) are arranged.