DE1011971B - Elektrische Schmelzsicherung - Google Patents
Elektrische SchmelzsicherungInfo
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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.)
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
V. St. v. Amerika vom 18. Mai 1953
Edward V. Sundt, Wilmette, 111. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden
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
709 587/334
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)
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
1 Oil
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.
Deutsche Patentschrift Nr. 744 200.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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