DE1196765B - Elektrischer Sicherungswiderstand - Google Patents

Elektrischer Sicherungswiderstand

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Publication number
DE1196765B
DE1196765B DES84728A DES0084728A DE1196765B DE 1196765 B DE1196765 B DE 1196765B DE S84728 A DES84728 A DE S84728A DE S0084728 A DES0084728 A DE S0084728A DE 1196765 B DE1196765 B DE 1196765B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
glass
electrical fuse
metal layer
fuse resistor
layer
Prior art date
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Pending
Application number
DES84728A
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Phys Werner Kugelstadt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Publication of DE1196765B publication Critical patent/DE1196765B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/13Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material current responsive
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C1/00Details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/04Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/041Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges characterised by the type
    • H01H85/046Fuses formed as printed circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fuses (AREA)

Description

  • Elektrischer Sicherungswiderstand Die Erfindung betrifft einen elektrischen Sicherungswiderstand, bei dem das Widerstandselement aus einer auf einen isolierenden Trägerkörper, z. B. aus Glas oder Keramik, aufgebrachten Metallschicht besteht. Als Metallschicht kann dabei beispielsweise eine Edelmetallschicht vorgesehen sein, die auf der Innenoberfläche eines rohrförmigen, insbesondere aus hochschmelzendem Glas bestehenden Trägerkörpers aufgebracht und gegebenenfalls gewendelt ist.
  • Es sind bereits als sogenannte Sicherungswiderstände ausgebildete Kohle-, Metallschicht- und Drahtwiderstände bekannt, die neben ihrer Funktion als Widerstand noch die zusätzliche Aufgabe erfüllen sollen, sich bei auftretender elektrischer Überlastung zu zerstören, so daß der Schaltkreis, in dem der Widerstand - eingebaut ist, nicht mehr vom Strom durchflossen werden kann und die übrigen Bestandteile der Schaltung vor Zerstörung geschützt sind.
  • Diese Sicherungswiderstände genügen den an sie gestellten Forderungen in all den Fällen, in welchen die Überlastung einen gegenüber der zulässigen Belastung so hohen Wert erreicht, daß die Widerstände innerhalb kürzester Zeit zerstört werden, beispielsweise durchbrennen.
  • Es treten aber Fälle auf, bei denen die Überlastung nicht ausreicht, um den Widerstand rasch zu zerstören, sondern dieser nur langsam, beispielsweise unter allmählichem Abbau der Widerstandsschicht zerstört wird. Die unter anderem mit dem Schichtabbau einhergehende Erhöhung des Widerstandswertes erreicht dabei häufig Größenordnungen, die die maximal zulässige Abweichung vom Sollwert des Widerstandes bei weitem überschreiten.
  • Hier setzt die Erfindung ein, die sich zur Aufgabe gestellt hat, Sicherungswiderstände zu schaffen, die nicht erst bei sehr großer Überlastung spontan ausfallen, sondern sich bereits bei Überlastungen zerstören, die normalerweise nur zu einer überschreitung der maximal zulässigen Abweichung vom Widerstandssollwert und nicht zur Zerstörung des Widerstandes führen.
  • Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die auf den Trägerkörper eines Widerstandes aufgebrachte Metallschicht mindestens teilweise mit anhaftendem Glas bedeckt ist, dessen Schmelztemperatur einer bei unzulässiger überlastung des Widerstandes auftretenden, vorbestimmten Schichttemperatur entspricht, und das erst oberhalb der Schmelztemperatur Ionenleitfähigkeit zeigt.
  • Bei den zulässigen Belastungen des Widerstandes ist dessen Schichttemperatur so niedrig, daß das Glas ohne jeden Einftuß auf die elektrischen Eigenschaften des Widerstandes bleibt. Schmilzt hingegen bei einer Belastung, die zu einer unzulässigen Überschreitung des Widerstandssollwertes führt, das Glas und wird damit leitend, so setzt sofort eine Elektrolyse ein, die eine nahezu spontane Zerstörung der durch das Glas bedeckten sehr dünnen Widerstandsschicht und damit eine Unterbrechung der Stromleitung bewirkt.
  • Gegenüber den bekannten als Schichtwiderstand ausgebildeten Sicherungswiderständen bieten die Sicherungswiderstände gemäß der Erfindung auch erhebliche fertigungstechnische Vorteile. Beispielsweise kann jeder bereits fertiggestellte Metallschichtwiderstand durch Auftragen eines entsprechenden Glases in einen Sicherungswiderstand umgewandelt werden, ohne daß beispielsweise die ansonsten bei Sicherungswiderständen mit Schmelzwirkung üblichen verjüngten Bereiche in den Widerstandsschichten geschaffen werden müssen. Je nach dem, ob die Sicherungswiderstände im Betrieb mehr oder weniger starken mechanischen Belastungen, z. B. einer Schüttelbewegung unterworfen sind, oder in eingebautem Zustand in Ruhe verharren, kann dabei das Glas in Pulverform mit Silikonharz als Bindemittel auf die Metallschicht aufgeklebt, mit Silikonöl aufgeschwemmt, auf die Metallschicht aufgestäubt oder auch auf diese aufgeschmolzen sein.
  • Die Forderung nach einer merklich erst oberhalb der Schmelztemperatur des Glases auftretenden Ionenleitfähigkeit läßt Bleiglas oder Glaslot besonders vorteilhaft erscheinen, daß dieser Forderung vollauf genügt. Selbstverständlich kann auch jede andere Glasart auf die Metallschicht aufgetragen werden, sofern sie nur die gestellten Bedingungen erfüllt.
  • Zweckmäßigerweise ist dabei das Glas im Bereich der höchsten Belastung, nämlich der Längsmitte der Metallschicht, auf diese aufgetragen. Bei gewendelten Metallschichtwiderständen soll dabei das Glas mindestens teilweise eine Wendel in ihrer gesamten Breite und/oder die Fläche zwischen zwei benachbarten Wendeln bedecken, wobei in diesem Fall das Glas wenigstens an die benachbarten Wendeln angrenzen soll.
  • Eine Gold-Platin-Edelmetallschicht im Mengenverhältnis von 4 : 1 und einer Schichtdicke von etwa 1 #tm auf den Trägerkörper aufgebracht, hat sich dabei als besonders geeignete Widerstandsschicht erwiesen, was jedoch nicht ausschließt, daß auch andere geeignete Metallschichten für Sicherungswiderstände in Betracht kommen.
  • Eine Verwendung der Sicherungswiderstände nach der Erfindung bietet sich z. B. für das Gebiet der Fernsprechtechnik an. An die in diesem Gebiet zum Einsatz kommenden Widerstände von etwa 100Q bis 5 k9 wird die Forderung gestellt, bei Überlastung den Widerstandssollwert um nicht mehr als -f-10 % zu überschreiten, andernfalls der Widerstand innerhalb kürzester Zeit - nämlich 1 Minute - zerstört werden soll.
  • Wie an sich bekannt, treten in diesem Verwendungsgebiet Überlastungen auf, die bis zum 30fachen der zulässigen Belastung ansteigen können. Bei Belastungen, die das 3fache der Nennlast nicht überschreiten, ist diese unerheblich, da beispielsweise bei Verwendung von Edelmetallschichtwiderständen diese über einen langen Zeitraum der erhöhten Belastung standhalten, ohne ihre maximal zulässige Abweichung vom Widerstandssollwert zu überschreiten. Bei 10- bis 30facher Nennlast ist die Wärmeentwicklung in der Widerstandsschicht so erheblich, daß diese rasch durchbrennen kann und somit ebenfalls eine der vorgenannten Forderungen erfüllt ist. In dem dazwischenliegenden Belastungsbereich, also bei Belastungen, die oberhalb der 3fachen und unterhalb der 10fachen Nennlast liegen, tritt jedoch nur eine langsam voranschreitende Zerstörung der Widerstandsschicht auf, wobei die zulässige Abweichung vom Widerstandssollwert überschritten wird. Bedeckt man einen Teil der beispielsweise gewendelten Edelmetallschicht mit Glas einer Schmelztemperatur, die z. B. der bei 3facher Nennlast entsprechenden Schichttemperatur entspricht, so wird ein langsames Ansteigen des Widerstandswertes unterbunden und die Schicht innerhalb kürzester Zeit durch Elektrolyse, d. h. in vorliegendem Fall in weniger als 1 Minute, zerstört.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Widerstandes nach der Erfindung im Längsschnitt dargestellt. Der rohrförmige Trägerkörper 15 ist auf seiner Innenoberfläche mit einer gewendelten Edelmetallschicht 12 versehen. Das in diesem Fall pulverisierte Glas 10 bedeckt einen Teilbereich von etwa fünf benachbarten Wendeln. Die an den beiden Stirnseiten des zylindrischen Trägerkörpers 15 angeordneten Anschlußelemente 11 sind im Bereich ihrer auf der Edelmetallschichtoberfläche aufliegenden Enden mit der Metallschicht 12 bei 13 verlötet. Die Stirnenden des Trägerkörpers sind mit Kunstharz 14 od. dgl. ausgegossen.

Claims (9)

  1. Patentansprüche: 1. Elektrischer Sicherungswiderstand mit einer Metallwiderstandsschicht auf einem isolierenden Trägerkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht mindestens teilweise mit anhaftendem Glas bedeckt ist, dessen Schmelztemperatur einer bei unzulässiger Überlastung des Widerstandes auftretenden, vorbestimmten Schichttemperatur entspricht, und das erst oberhalb der Schmelztemperatur Ionenleitfähigkeit zeigt.
  2. 2. Elektrischer Sicherungswiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß pulverförmiges Glas mit Silikonharz als Bindemittel auf J die Metallschicht aufgeklebt ist.
  3. 3. Elektrischer Sicherungswiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß pulverförmiges Glas mit Silikonöl aufgeschwemmt ist.
  4. 4. Elektrischer Sicherungswiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß pulverförmiges Glas auf die Metallschicht aufgestäubt ist.
  5. 5. Elektrischer Sicherungswiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Glas auf die Metallschicht aufgeschmolzen ist.
  6. 6. Elektrischer Sicherungswiderstand nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Bleiglas oder Glaslot aufgetragen ist.
  7. 7. Elektrischer Sicherungswiderstand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas im Bereich der Längsmitte der Metallschicht auf die Metallschicht aufgetragen ist. B.
  8. Elektrischer Sicherungswiderstand mit gewendelter Metallschicht nach einem der An-Sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas mindestens teilweise eine Wendel in ihrer gesamten Breite und/oder die Fläche zwischen zwei benachbarten Wendeln bedeckt und an diese angrenzt.
  9. 9. Elektrischer Sicherungswiderstand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallschicht eine Gold-Platin-Schicht im Mengenverhältnis von 4:1 in einer Schichtdicke von etwa 1 [m auf den Trägerkörper aufgetragen ist.
DES84728A 1963-04-17 1963-04-17 Elektrischer Sicherungswiderstand Pending DE1196765B (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE30158E (en) 1971-11-04 1979-11-20 P. R. Mallory & Co. Inc. Fusing resistor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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USRE30158E (en) 1971-11-04 1979-11-20 P. R. Mallory & Co. Inc. Fusing resistor

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