DE1011971B - Elektrische Schmelzsicherung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Schmelzsicherungen zur Absicherung von Stromkreisen gegen Überlastung.

Hauptziel der Erfindung ist eine Sicherung, die vor allem Stromkreise mit niedrigen Stromstärken sichert, z. B. Stromkreise für Transistoren od. dgl., bei der ferner ein neuartiges Aufbau- und Arbeitsprinzip angewendet wird, die ferner bessere Ergebnisse zeitigt und die ohne große Kosten hergestellt werden kann. Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Schmelzsicherung berührt das Ende eines als Stange oder Stift ausgebildeten langen Leiters eine dünne Leitschicht oder einen dünnen Leitfilm an einer innerhalb der Fläche der dünnen Leitschicht liegenden Stelle. Vorzugsweise ist der Durchmesser der Berührungsstelle der beiden Leiter größer als die Dicke dieser Leitschicht. Diese Leiter liegen in Reihe mit dem zu schützenden elektrischen Stromkreis, so daß beim Auftreten einer vorbestimmten Überlastung in dem Stromkreis ein Schmelzen in der Leitschicht um die Berührungsstelle der Leiter herum erfolgt und ein sich immer mehr vergrößernder Zwischenraum zwischen den Leitern geschaffen wird. Bei hohen Überlastungen brennt die um den Berührungspunkt der Leiter herum liegende dünne Leitschicht infolge der dort auftretenden hohen Stromdichte sofort durch. Aber auch bei einer niedrigeren andauernden Überlastung kommt die Schmelzsicherung zum Ansprechen, weil sich der Berührungspunkt der Leiter infolge des erhöhten Stromdurchganges auf die Schmelztemperatur der dünnen Leitschicht erwärmt, so daß diese dünne Leitschicht schmilzt. Infolge des Schmelzens der dünnen Leitschicht wird ein immer mehr sich erweiternder Spalt geschaffen, über den die Stromkreisspannung die Stromleitung nicht halten kann. Beim Auftreten eines Lichtbogens wird dieser schnell gelöscht, so daß kein Schaden verursacht wird.

Erfindungsgemäß ist die elektrische Sicherung so ausgeführt und bemessen, daß sie die Stromkreise mit niedrigen Stromstärken, wie sie beispielsweise in Stromkreisen mit Transistoren od. dgl. auftreten, schützt. Zu diesem Zweck ist eine aus elektrisch isolierendem Material bestehende Tragplatte eingebaut, die eine dünne Leitschicht aus Schmelzmetall trägt und hält, während das Ende eines langen Leiters an dieser dünnen Leitschicht an einer Stelle innerhalb' deren Flächen anliegt. Der dünne Film aus Schmelzmetall ist vorzugsweise dünner als 0,025 mm und wird vorzugsweise auf die Tragplatte in an sich bekannter Weise durch Verdampfen des Schmelzmetalls und durch Kondensieren des Metalls auf dieser Fläche aufgebracht. Der Berührungspunkt zwischen den Leitern ist ziemlich klein. Der Durchmesser beträgt etwa 0,025 mm. Das Ende des langen Leiters ist zur Be-

Elektrische Schmelzsicherung

Anmelder:

Littelfuse, Incorporated,
Des Piaines, 111. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 13,

Ainmillerstr. 26, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. Mai 1953

Edward V. Sundt, Wilmette, 111. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

rührungssteile zugespitzt. Der Film wird auch vorzugsweise auf dem langen Leiter an der Berührungsstelle aufgebracht, um eine gute Berührung zwischen diesen beiden Leitern zu sichern.

Da die Menge des wegzuschmelzenden Schmelzmetalls im Vergleich zu einem Schmelzdraht oder einer Schmelzlamelle sehr klein ist, wird beim Ansprechen dieser Sicherung nur eine geringe Strommenge zum Schmelzen dieses dünnen Films aus Schmelzmetall benötigt; dies bedeutet einen großen Vorteil der Ausführung gegenüber den bekannten Schmelzsicherungen. Bei allen diesen Vorzügen ist die Schmelzsicherung widerstandsfähig, weil der dünne Schmelzmetallfilm von der Plattform fest getragen wird. Das für die Leitschicht verwendete Schmelzmetall wird nach der Stromstärke ausgewählt, bei der die Schmelzsicherung durchbrennen soll. Bei niedriger Stromstärke können hochwiderstandsfähige Metalle verwendet werden, z. B. Wismut, Antimon, Blei, Zinn od. dgl., während für höhere Bereiche ein Material mit niedrigerem Widerstand, beispielsweise Silber oder Aluminium, erwünschter ist.

Die erfindungsgemäße elektrische Schmelzsicherung kann verschiedene Formen annehmen, besteht jedoch vorzugsweise aus einem zylindrischen Körper aus elektrisch isolierendem Material mit einer in Längsrichtung des Körpers von einer Stirnseite aus verlaufenden Bohrung und mit einem in der Seitenwand des Körpers vorgesehenen Ausschnitt, der mit dem Innenende der Bohrung in Verbindung steht. Das Innenende der Bohrung bildet die Tragplatte, auf der der dünne Leitfilm aus Schmelzmetall aufgelegt wird. Der

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lange Leiter ragt durch-die Bohrung des Körpers hindurch und wird von dieser Bohrung gehalten, während sein Innenende zugespitzt ist und auf dem dünnen Leitfilm der Tragplatte aufliegt. Auf den Enden des Körpers können Metallkappen aufgesetzt sein, die mit den Leitern elektrisch verbunden sind,' um den Einbau der Schmelzsicherung in den zu schützenden elektrischen Stromkreis zu erleichtern.

Weiter betrifft die Erfindung Konstruktionseinzelheiten der Schmelzsicherung sowie das Zusammenarbeiten der zueinander gehörenden Teile der Schmelzsicherung.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung an.Hand der Zeichnung.

In der Zeichnung ist

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Schmelzsicherung für niedrige Stromstärken, Fig. 2 eine Stirnansicht der Schmelzsicherung, Fig. 3 ein lotrechter Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1, - - ~ -

Fig. 4 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht mit weggelassenen Metallkappen, und

Fig. 5 ist ein Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 3. Die Schmelzsicherung 10 für niedrige Stromstärken enthält einen zylindrischen Körper 11 aus Isoliermaterial, der aus einem.Ihermop lastischen Material, z. B. Nylon od. dgl., geformt sein kann. Dieser Körper 11 hat eine Längsbohrung 12, die von einer Stirnseite des Körpers zu einer innerhalb des Körpers liegenden Stelle verläuft. In der Seitenwand des Körpers 12 ist ein Ausschnitt 13 angebracht, der mit dem Innenende der Bohrung 12 in Verbindung steht. Der Ausschnitt 13 und das Innenende der Bohrung 12 bilden eine innerhalb des Körpers liegende flache Tragplatte 14.

Ein dünner Film oder eine dünne Schicht aus Schmelzmetall ist auf der Tragplatte 14 aufgebracht und bildet eine dünne Leitschicht 15. Vorzugsweise wird diese Schicht oder dieser Film in an sich bekannter Weise durch Verdampfen des Schmelzmetalls und Kondensieren des verdampften Metalls auf der Tragplatte 14 gebildet. Die Stärke des Films beträgt vorzugsweise weniger als 0,025 mm und kann bis herunter zu 0,00025 mm betragen. Das Schmelzmetall kann jedes gewünschte Metall - sein. Für sehr niedrige Stromstärkensicherungen werden vorzugsweise Metalle mit hohem Widerstand wie Wismut, Antimon, Blei, Zinn u. dgl. verwendet. Wismut wird bevorzugt. Für höhere Stromstärken wird ein Metall niedrigeren Widerstandes verwendet, z. B. Silber oder Aluminium. Dieser aus Schmelzmetall bestehende dünne Leitfilm 15, der auf diese Weise auf die Tragplatte 14 aufgebracht ist, wird fest von dieser Tragplatte getragen. Das in der Nähe des Ausschnittes 13 befindliche Ende des Körpers 11 wird vorzugsweise in an sich bekannter Weise durch Aufsprühen mit einer Zinnoder Kupferschicht 16 überzogen. Nach dem Aufbringen wird diese Schicht 16 an den aus Schmelzmetall bestehenden Film 15 angelegt, so daß sie mit diesem Film elektrisch verbunden ist. Hierbei kann der dünne Film 15 auf die Seiten.des Körpers 11 und auch auf die Tragplatte 14 aufgetragen werden, wie in Fig. 3 dargestellt ist, so daß das aufgesprühte Metall 16 auf dem Film aufliegt und eine große Berührungsfläche mit dem Film hat. Umgekehrt kann aber auch ein Teil des aufgesprühten Metalls 16 auf den aus Schmelzmetall bestehenden Film:15 an der Außenkante der Tragplatte 14 aufgelegt werden. Auf das andere Ende des Körpers 11 kann ebenfalls ein aus Zinn oder Kupfer bestehender Überzug;17 aufgesprüht werden.

Ein aus Kupfer, Stahl oder irgendeinem anderen leitenden Metall bestehender langer Leiter 18 in Form eines Stiftes ist in die Bohrung 12 eingesetzt. Das Innenende dieses langen Leiters ist zugespitzt und liegt an dem dünnen Leitfilm 15 an der Berührungsstelle 19 an. Der Durchmesser des Berührungspunktes 19 beträgt etwa 0,025 mm. Um eine gute elektrische Berührung zwischen dem langen Leiter 18 und dam dünnen Leitfilm 15 zu sichern, ist der Film auf die Spitze des Leiters aufgesprüht. Der lange Leiter 18 wird innerhalb der Bohrung 12 des Körpers 11 festgehalten. Metallkappen 20 und 21 sind über die Enden des Körpers 11 gezogen und werden in ihrer Lage von dem aufgesprühten Metall 16 und 17 gehalten, ι 'D, ie Kappe 20 steht in elektrischer Berührung mit dein aufgesprühten Metall 16 und infolgedessen mit dem dünnen Leitfilm 15 des Schmelzmetalls, während die Kappe 21 den langen Leiter 18 berührt und in elektrischer Verbindung mit diesem Leiter steht. Diese Metallkappen erleichtern den Einbau der Schmelzsicherung in den zu schützenden elektrischen Stromkreis. ,,;,,

Die Schmelzsicherung kann sehr klein ausgeführt werden. Die einzige Begrenzung hinsichtlich der Größe besteht darin, die Sicherung so auszuführen, daß sie gewerblich bequem hergestellt und leicht gehandhabt werden kann. Die Schmelzsicherung kaiin beispielsweise 12,5 mm lang und im Durchmesser 3· mm sein. Diese kleine Schmelzsicherung ist mechanisch und elektrisch zur Verwendung in Stromkreisen niedr riger Stromstärke gut geeignet, z. B. in Stromkreisen, in die Transistoren od. dgl. eingebaut sind. _v

Zur Erläuterung der Erfindung ist zwar nur eine Ausführung dargestellt, doch können auch andere Formen ausgeführt werden. Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schmelzsicherung für niedrige Stromstärken, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer aus Isoliermaterial hergestellten Tragplatte, die einen dünnen Leitfilm aus Schmelzmetall trägt, der ami;.. die Tragplatte in an sich bekannter Weise durch¹:¹,' Kondensieren von verdampftem Schmelzmeta.il ; aufgebracht ist, und ferner aus einem langen Lei- .', ter besteht, dessen Ende den dünnen Leitfilm an ? einem innerhalb der Fläche des Leitfilms liegenden Punkte so· berührt, daß bei einer auftretenden Überlastung ein Schmelzen der Fläche des dünnen Leitfilms um den Berührungspunkt der beiden Leiter herum erfolgt.

2. Schmelzsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lange Leiter ein zugespitztes Ende hat.

3. Schmelzsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Berührungspunktes des langen Leiters größer ist als die Dicke des dünnen Leitfilms. I ,"

4. Schmelzsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dünne Leitfilm aus Schmelzmetall eine Dicke hat, die geringer ist als

0,025 mm, und daß der Durchmesser des Beruh⁰

rungspunktes des langen Leiters ungefähr 0,025 mm beträgt. :,

5. Schmelzsicherung für niedrige Stromstärken nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein hohles Rohr, das aus einem elektrischen Isoliermaterial j besteht und eine Endwand hat, die in dem Rohr·,. diese Tragplatte bildet, von der die dünne Leife

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schicht getragen wird, während der lange Leiter von dem Rohr getragen wird.

6. Schmelzsicherung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Körper aus Isoliermaterial mit einer Bohrung, die sich in Längsrichtung des Körpers von einem Ende aus erstreckt, und mit einem in der Seite des Körpers befindlichen Ausschnitt, der mit dem Innenende der Bohrung in Verbindung steht und die Tragplatte in dem Körper bildet, wobei der dünne Leitfilm von der in dem Körper befindlichen Tragplatte und der lange Leiter von der in dem Körper befindlichen Bohrung getragen wird.

7. Schmelzsicherung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Ende des Rohres eine metallische Kappe angebracht ist und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die den dünnen Leitfilm mit der einen Kappe und den langen Leiter mit der anderen Kappe elektrisch verbindet.

8. Schmelzsicherung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Ende des zylindrischen Körpers eine metallische Kappe angebracht ist und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die den dünnen Leitfilm durch diesen Ausschnitt hindurch mit der einen Kappe und den langen Leiter mit der anderen Kappe elektrisch verbindet.

9. Schmelzsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lange Leiter im wesentlichen senkrecht zu der Tragplatte steht und ein zugespitztes Ende hat, das diese Tragplatte an einer innerhalb der Fläche der Tragplatte liegenden Stelle berührt, und daß das den dünnen Leitfilm bildende Schmelzmetall auf die Tragplatte um das zugespitzte Ende des langen Leiters und auch auf das zugespitzte Ende des langen Leiters selbst in an sich bekannter Weise durch Verdampfen des Schmelzmetalls und durch Kondensieren des Schmelzmetalls aufgebracht ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 744 200.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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