DE1588425C

DE1588425C - Fuse to be installed in the supply line to an electrical device

Info

Publication number: DE1588425C
Authority: DE
Inventors: Bertram W. Arlington Heights 111. Baumbach (V.St.A.)
Original assignee: Littelfuse Inc
Current assignee: Littelfuse Inc
Publication date: 1972-09-14

Description

Die Hrfindiing bezieht sich auf eine in die Zuleitung zu einem elektrischen Gerät, /.. B. zu einem Wechselstrommotor, einzubauende Schmelzsicherung, die in gut wärmeleitender Verbindung mit. dem Gerät steht und die bei Überschreiten eines vorgegebenen Wertes der im Innern des Gerätes herrschenden Temperatur anspricht und die Zuleitung abschaltet. Die Schmelzsicherung besteht aus einem mit Stromanschlüssen an · beiden Enden versehenen Stab aus einem niedrig schmelzenden, leitenden Werkstoff (Schmelzleiter) mit einem Abschnitt verminderten Querschnitt, der in eine isolierende Hülle unteiThe hearing refers to one in the supply line to an electrical device, / .. B. to an AC motor, fuse to be installed, which are in good thermal connection with. the device and that when a specified Value of the temperature inside the device responds and the supply line is switched off. The fuse consists of a rod provided with power connections at both ends a low-melting, conductive material (fusible conductor) with a section reduced Cross-section, which is divided into an insulating sheath

ίο Freilassung eines innerhalb der isolierenden Hülle liegenden Raumes für den Abfluß des geschmolzenen Leitermalerials eingeschlossen ist. Eine solche Schmelzsicherung ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 943 487 bekannt.ίο Release one inside the insulating sheath lying space for the drainage of the molten conductor material is included. Such Fuse is known from the German utility model 1,943,487.

Die Wärme muß bei solchen Sicherungen von außen zu dem eigentlichen Sicherungselement, dem leicht schmelzenden Leiter, durch Wärmeleitung. Wärmestrahlung oder Konvektion übertragen werden. Die Zeit, die die Sicherung benötigt, um dieTemperatür, bei der der Stromkreis unterbrochen wird, zu erreichen und die Temperatur, bei der der Leiter schmilzt hängen von einer Anzahl Faktoren ab. unter anderem dem physikalischen Verhältnis zwischen der äußeren Oberfläche der Sicherung und der Wärmequelle, die überwacht werden' soll, sowie von den Veränderlichen in der Sicherung, z. B. dem Mittel, das die Außenseite der Sicherung mit dem schmelzbaren Material verbindet, der Toleranz in dem Raum des schmelzbaren Materials in bezug auf die äußere Oberfläche der Sicherung und der Oberflächenspannung des schmelzbaren Materials, wenn es geschmolzen ist. Die Bedeutung der Oberflächenspannung des schmelzbaren Materials ist bisher noch nicht genügend erkannt worden. Es wurde festgestellt.In such fuses, the heat has to go from the outside to the actual fuse element, the easily melting conductor, by conduction. Thermal radiation or convection are transmitted. The time it takes for the fuse to reach the temperature at which the circuit is broken and the temperature at which the conductor is reached melts depend on a number of factors. among other things the physical relationship between the outer surface of the fuse and the heat source to be monitored, as well as from the changeable in the backup, e.g. B. the means that the outside of the fuse with the fusible material connects, the tolerance in the space of the fusible material with respect to the outer surface of the fuse and the surface tension of the fusible material, if it's melted. The importance of the surface tension of the fusible material is still up to now not sufficiently recognized. It was determined.

daß die Oberflächenspannung von Bleilot beispielsweise häufig die Trennung des geschmolzenen Lotmelalls bei der gewünschten Unterbrcchungstcmperalur verhindert.that the surface tension of lead solder, for example, often results in the separation of the molten solder balls prevented at the desired interruption level.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei Wahrung sehr kleiner Abmessungen, bei denen z. B. ein Einbau in das Innere des Gerätes möglich ist und die Wärme schnell und wirksam zu dem Sicherungselemenl übertragen werden kann, die Schmelzsicherung so auszubilden, daß die Zeit für die Erwärmiing des schmelzbaren Sicherungselcmcnles so klein wie möglich ist, das Element zuverlässig bei einer bestimmten Temperaturerhöhung des zu schützenden Gerätes anspricht und daß die Oberflächenspannung des den Schmelzleiter bildenden Lotmetalls herabgesetzt wird.The object of the invention is, while maintaining very small dimensions, where z. B. Installation in the interior of the device is possible and the heat is quickly and effectively transferred to the fuse element can be transferred to train the fuse so that the time for the Heiziing of the fusible fuse link is as small as possible, the element is reliable a certain increase in temperature of the device to be protected responds and that the surface tension of the solder metal forming the fusible link is reduced.

Bei der eingangs beschriebenen Schmelzsicherung besieht die Erfindung darin, daß zwischen dem niedrig schmelzenden Schmelzleiter und der isolierenden Hülle auf dem mit vermindertem Querschnitt versehenen Abschnitt des Schmelzleiters eine am Schmelzleiter und an der isolierenden Hülle anliegende Zwischenlage angeordnet ist aus einem als Flußmittel wirkenden Werkstoff, der die Wärme gut leitet und so gewählt ist, daß er seinen nichtflüssigen Zustand bis einschließlich der vorgegebenen Schmelztemperatur des Leiters beibehält und eine genügende Materialstärkc hat, um durch chemische Einwirkung auf den geschmolzenen Leiter dessen Oberflächenspannungen verringern, so daß dieser gut fließfähig wird.In the fuse described above, the invention provides that between the low-melting fusible link and the insulating sheath on the reduced cross-section provided section of the fusible conductor a resting on the fusible conductor and on the insulating sheath The intermediate layer is made of a material acting as a flux that absorbs heat well conducts and is chosen so that it has its non-liquid state up to and including the specified melting temperature of the conductor and has a sufficient material strength to withstand chemical action reduce the surface tension of the molten conductor so that it is easy to flow will.

Als Werkstoff für die Zwischenlage, der seinen nichtflüssigen Zustand bis einschließlich der vorgegelwnen Schmelztemperatur der Leiters beibehaltenAs a material for the intermediate layer, which its non-liquid state up to and including the vorgegelwnen Maintain the melting temperature of the conductor

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soll, hat sich ein Kolophoniumflußmittel als brauch- Schmelzsicherung umgeben von ■ einer isolierenden bar erwiesen. Neben seinen bekannten oxydauflösen- Hülle 4. Das Material dieser Hülle muß nicht nur den Eigenschaften eignet es sich besonders gut als eine wirksame Isolation gegen die etwa auftretenden Material zur Verringerung der Oberflächenspannung Spannungsdifferenzen gewährleisten, sondern auch für Bleilote, die für die Herstellung des Schmelzleiters 5 eine gute wärmeleitende Verbindung zwischen dem benutzt werden können. Um eine große Wirksamkeit zu überwachenden Teil des Gerätes und dem für das zu erreichen, muß das Flußmittel außerhalb des Funktionieren der Einrichtung maßgebende Schmelz-Schmelzleiters in einer relativ dicken Schicht um den leiter bilden. Der Schmelzleiter 10, der innerhalb der mittleren Abschnitt angeordnet sein, wenn der Leiter Hülle liegt, ist als Hohlzylinder 10 α mit einer mittschmilzt. Die im allgemeinen benutzten Flußmittel in io leren Verjüngung ausgebildet. Er kann aus Bleilot Verbindung mit Lotmetallen haben eine Schmelz- (Lötmetall) bestehen. Im Innern des Hohlzylinders temperatur, die unterhalb der Schmelztemperatur des befindet sich ein Kern 10 b aus Kolophonium. Auf Lotmctalls liegt. Wenn in solchen Fällen die Schmelz- dem mittleren verjüngten Teil des Schmelzkörpers temperatur des Flußmittels erreicht wird, läuft das liegt eine Zwischenlage 12 auf, die die Form einer Flußmittel aus, und es wird zu dem Zeitpunkt, in 15 Ausbauchung hat und im mittleren Teil fest an der dem es benötigt wird, unwirksam sein, sofern das isolierenden Hülle 4 anliegt. Die Hülle 4 ist, wie die Flußmittel nicht in einem begrenzten Raum ein- Figuren erkennen lassen, hier etwas eingezogen; es geengt ist, in dem die gewünschte Dicke des Fluß- entsteht auf diese Weise eine gut wärmeleitende Vermittels rund um den zuerst schmelzenden Abschnitt bindung zwischen der isolierenden Hülle 4 über die des Schmelzleiters aufrechterhalten wird. 20 Zwischenlage 12 zu dem hohlzylindrischen Schmelz-should, a rosin flux has proven to be a practical fuse surrounded by ■ an insulating bar. In addition to its well-known oxide-dissolving sheath 4. The material of this sheath must not only be suitable for its properties as an effective insulation against any material that may occur to reduce the surface tension and ensure voltage differences, but also for lead solders that are used in the manufacture of the fusible conductor 5 a good heat-conducting connection between the can be used. In order to achieve a high level of effectiveness to be monitored part of the device and that for the, the flux must form outside the functioning of the device decisive fusible fusible conductor in a relatively thick layer around the conductor. The fusible conductor 10, which can be arranged within the middle section when the conductor is sheath, is a hollow cylinder 10 α with a middle melt. The generally used flux is formed in io leren taper. It can consist of lead solder connection with solder metals have a melt (solder metal). Inside the hollow cylinder temperature which is below the melting temperature of the is a core 10 b made of rosin. Lies on Lotmctalls. In such cases, when the melting temperature of the flux is reached, the middle tapered part of the melting body, an intermediate layer 12, which is in the form of a flux, runs on it, and at the time it is bulged in 15 and solid in the central part on which it is needed, be ineffective, provided that the insulating sheath 4 is applied. As the flux does not show in a limited space, the sheath 4 is slightly drawn in here; it is narrowed, in which the desired thickness of the flux is created in this way a good heat-conducting agent around the first melting section bond between the insulating sheath 4 is maintained over that of the fusible conductor. 20 intermediate layer 12 for the hollow cylindrical melting

Die Zwischenlage zwischen der isolierenden Hülle leiter 10 a. Beiderseits der Ausbauchung der und dem mit vermindertem Querschnitt versehenen Zwischenlage 12 verbleiben freie Räume 13, wo das Abschnitt des Schmelzleiters hat also die doppelte bei der Erhitzung etwa flüssig werdende Metall ausFunktion, einmal eine gute wärmeleitende Verbin- zuweichen Platz hat.The intermediate layer between the insulating sheath head 10 a. On both sides of the bulge of the intermediate layer 12 and the intermediate layer 12 with a reduced cross-section, free spaces 13 remain, where the section of the fusible conductor thus has twice the function of metal which becomes liquid during heating, once a good heat-conducting connection has space.

dung zwischen dem zu schützenden elektrischen Ge- 25 Die äußeren Abschnitte der isolierenden Hülle 4connection between the electrical equipment to be protected 25 The outer sections of the insulating sheath 4

rät und dem niedrig schmelzenden Leiter zu schaffen, umschließen an beiden Enden offene Metallklemmen,advises and to create the low-melting conductor, enclose open metal clamps at both ends,

zum anderen dafür zu sorgen, daß der Leiter schnell die je die Form einer Anschlußhülse 8 haben. Dabeion the other hand to ensure that the conductor quickly each have the shape of a connecting sleeve 8. Included

flüssig wird und die Verbindung abreißt. ragt die Hülle 4 noch über die Anschlußhülsen 8becomes liquid and breaks the connection. the casing 4 still protrudes over the connecting sleeves 8

Gemäß der weiteren Erfindung bildet die hinaus. Es ergeben sich auf diese Weise öffnungen 5According to the further invention, the addition. This results in openings 5

Zwischenlage eine mittlere Ausbuchtung, und es 30 für die Einführung und Aufnahme eines Kabels 6,Intermediate layer a middle bulge, and there 30 for the introduction and reception of a cable 6,

bleiben beiderseits der Enden freie Räume zwischen dessen Anschlußdrähte 6 α mit einer Isolation 6 b um-remain free spaces on both sides of the ends between the connecting wires 6 α with an insulation 6 b around

dem Schmelzleiter und der isolierenden Hülle frei. geben sind. Der Schmelzleiter 10 hat einen kleinerenthe fusible conductor and the insulating sheath free. are given. The fusible conductor 10 has a smaller one

Der Schmelzleiter kann als Hohlzylinder ausgebil- Durchmesser als die Bohrungen 11 der Anschluß-The fusible conductor can be designed as a hollow cylinder diameter than the bores 11 of the connection

det sein und einen Kern aus einem Material geringer hülsen. Er wird in den Anschlußhülsen 8 dadurch festDet be and a core made of a material less sleeves. He is thereby fixed in the connecting sleeves 8

Oberflächenspannung haben. Dabei kann die 35 verankert, daß die Enden des Leiters mit Hilfe einesHave surface tension. The 35 can be anchored that the ends of the conductor with the help of a

Zwischenlage auf der Außenseite des Hohlzylinders in die Hülse eingestoßenen Kolbens zusammen-Intermediate layer on the outside of the hollow cylinder piston pushed into the sleeve together-

etwa die gleiche Wandstärke wie dieser haben. gepreßt werden.have about the same wall thickness as this one. be pressed.

Die isolierende Hülle überragt zweckmäßig den Der Durchmesser des Anschlußdrahtes 6 a istThe insulating sheath expediently protrudes beyond the diameter of the connecting wire 6 a

Schmelzleiter an beiden Enden und schließt hier An- etwas kleiner als der Durchmesser der Bohrung 11Fusible conductor at both ends and closes here to be somewhat smaller than the diameter of the bore 11

schlußhülsen ein. Diese umfassen sowohl die Enden 40 der Hülsen 8, so daß das blanke Ende leicht in dieconnecting sleeves. These include both the ends 40 of the sleeves 8, so that the bare end can easily be in the

des Schmelzleiters als auch die daran anstoßenden Hülle eingesetzt werden kann. Die Isolation 6 α endetthe fusible conductor as well as the sheath adjoining it can be used. The isolation 6 α ends

Anschlußdrähte nach Art einer Klemmverbindung. noch im Innern der Hülle 4. Der frei liegende TeilConnection wires in the manner of a clamp connection. still inside the shell 4. The exposed part

Die Hülle aus Isoliermaterial kann sich über die der Anschlußdrähte 6 α ist dichtschließend in die je-The sheath made of insulating material can be over which the connecting wires 6 α is tightly closed in each

äußeren Enden der Anschlußhülsen hinaus erstrecken. weilige Klemmhülse eingesetzt. Durch diese Ausin diesem Fall können die Anschlußdrähte mit ihrem 45- bildung entfällt während des Anschlusses derouter ends of the connecting sleeves also extend. occasional clamping sleeve used. Through this ausin In this case the connecting wires with their 45- formation can be omitted during the connection of the

noch isolierten Teil in die isolierende Hülle hinein- Schmelzsicherung eine nachträgliche Isolierung even-part of the still insulated part into the insulating sheath

gesteckt werden, während ihr vorderes nicht isoliertes tueller blanker Leiterteile.be plugged in while your front is not isolated tueller bare conductor parts.

Stück im Innern der Anschlußhülse eingeklemmt Die Isolierhülle 4 kann durch Schrumpfung aufwird, gebracht werden. Es ist auf diese Weise möglich,Piece clamped inside the connecting sleeve. The insulating sleeve 4 can become due to shrinkage, to be brought. It is possible in this way

In den Zeichnungen ist die Erfindung näher er- 50 Schmelzsicherungen sehr kleiner Dimensionen herläutert, und zwar stellt dar zustellen. Eine Sicherung, die zum Schutz gegenüberIn the drawings, the invention is explained in more detail. namely represents to represent. A fuse that is used to protect against

F i g. 1 eine Seitenansicht des schmelzbaren Leiters, Überhitzung kleiner Motore vorgesehen ist, hat eineF i g. 1 is a side view of the fusible conductor, provided for overheating small motors, has a

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die komplette Länge, die weniger als 25 mm beträgt, der Außen-Fig. 2 is a longitudinal section through the entire length, which is less than 25 mm, the outer

Schmelzsicherung, durchmesser liegt in der Größenordnung vonFuse, diameter is in the order of magnitude of

Fig. 3 bis 5 Querschnitte entsprechend den 55 2,5 mm und darunter.
Schnittlinien 3-3, 4-4 und 5-5 der Fig. 2, Die Zwischenlage 12 besteht aus einer KoIo-Fig. 3 to 5 cross sections corresponding to the 55 2.5 mm and below.
Section lines 3-3, 4-4 and 5-5 of Fig. 2, the intermediate layer 12 consists of a KoIo-

Fig. 6 einen Längsschnitt durch die Sicherung phoniumflußmittelverbindung, die ihren nicht flüssi-Fig. 6 is a longitudinal section through the fuse phonium flux connection, which has its non-liquid

gemäß F i g. 2, nachdem die Anschlußleiter darin ein- gen Zustand bis einschließlich der vorgegebenenaccording to FIG. 2, after the connecting conductors are in a state up to and including the specified

gesetzt sind, Schmelztemperatur des Lotmetalls oder andererare set, melting temperature of the solder metal or other

F i g. 7 einen Ausschnitt aus F i g. 2 in größerem 60 schmelzbarer Materialien, wie sie für Sicherungen beMaßstab. Sie stellt den Zustand dar, bei dem der nutzt werden, beibehält. Im Gegensatz zu den meisten Sicherungsdraht teilweise geschmolzen und der Flußmitteln, die unterhalb der Schmelztemperaturen Stromkreis unterbrochen ist. von Lotmetall, mit welchem sie benutzt werden.F i g. 7 shows an excerpt from FIG. 2 in larger 60 fusible materials such as those used for fuses. It represents the state in which the are used, maintained. Unlike most of them Fuse wire partially melted and the fluxes below the melting temperature Circuit is interrupted. of the solder with which they are used.

In F i g. 1 ist schematisch ein Schmelzleiter 2 dar- schmelzen, behält der Körper aus der Kolophoniumgestellt. Er hat eine zylindrische Form, gegenüber den 65 flußmittelverbindung seine Form, so daß er als guter beiden Endabschnitten 1 ist der Mittelabschnitt 3 Wärmeleiter und als Zentriermittel benutzt werden verjüngt. kann für Temperaturen bis zur und einschließlichIn Fig. 1 is schematically a fusible conductor 2 intestinal melt, the body retains from the rosin made up. It has a cylindrical shape, opposite the 65 flux its shape, so it is considered a good Both end sections 1, the middle section 3 is a heat conductor and can be used as a centering means rejuvenates. can be used for temperatures up to and including

Wie die F i g. 2 bis 6 erkennen lassen, ist die der Schmelztemperatur des Lotmetalls. WesentlichAs the F i g. 2 to 6 can be seen is that of the melting temperature of the solder metal. Significant

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ist, daß die Zwischenlage 12 aus dem Material mit Zwischenlage 12 übertragene Wärme das Schmelzenis that the intermediate layer 12 from the material with intermediate layer 12 transferred heat the melting

geringer Oberflächenspannung eine Stärke hat, die des Hohlzylinders 10 a. Dessen äußere Enden, dielow surface tension has a strength that of the hollow cylinder 10 a. Its outer ends, the

wenigstens der Stärke des dargestellten Lotmetalls sich innerhalb der Anschlußhülsen 8 befinden, wer-at least the thickness of the solder metal shown are located within the connecting sleeves 8,

entspricht. Der Kern 10 b des Flußmittels kann eine den nicht geschmolzen, weil hier das schmelzbareis equivalent to. The core 10 b of the flux can not be melted because here the meltable

Schmelztemperatur unterhalb derjenigen des aus Lot- 5 Material eine größere Stärke hat. Wenn das LotmetallMelting temperature below that of the solder 5 material has a greater strength. When the solder metal

metall bestehenden Hohlzylinders 10 a, mit dem er durchgeschmolzen ist, wird durch das umgebendeexisting metal hollow cylinder 10 a, with which it is melted, is through the surrounding area

benutzt wird, haben, weil genügend freie Räume für Material mit geringer Oberflächenspannung und denis used because there are enough free spaces for material with low surface tension and the

das Abfließen aus dem mittleren Teil vorhanden inneren Flußmittelkern die Oberflächenspannung desthe drainage from the middle part present inner flux core the surface tension of the

sind. Lotmetalls so weit verringert, daß das schmelzbareare. Solder metal reduced so far that the fusible

Wird die Schmelzsicherung für eine Motorwindung io Material verhältnismäßig schnell nach außen fließt benutzt, so wird sie nach der Verbindung mit den und den elektrischen Stromkreis öffnet. Wie vor-Kabeln 6 durch Isolierpapier, das üblicherweise einen stehend bereits erwähnt, neigt normal flüssiges Lot-Teil der Konstruktion der Motorwicklung bildet, mit metall ohne einen wesentlichen Anteil von Koloden Feldwindungen in einen unmittelbaren Kontakt phoniumflußmittel oder anderem Material mit gegebracht.. Wenn Isolierpapier nicht vorhanden ist, 15 ringer Oberflächenspannung zur Bildung von Fäden kann die Sicherung auch in der gewünschten Lage und widersetzt sich einer Trennung infolge der vordurch einen Tropfen Epoxyharz oder ein anderes handenen Oberflächenspannung. Bei Verwendung geeignetes Klebemittel gehalten werden. einer geeigneten Zwischenlage wird das AussehenIf the fuse for a motor winding io material flows relatively quickly to the outside used, it will open the electrical circuit after being connected to the and. Like pre-cables 6 through insulating paper, which usually already mentioned a standing, normally liquid solder part tends the construction of the motor winding forms, with metal without a significant proportion of colodes Field turns brought into direct contact with phonium flux or other material. If insulating paper is not available, slight surface tension to form threads the fuse can also be in the desired position and opposes a separation as a result of the pre-penetration a drop of epoxy resin or some other available surface tension. Using suitable adhesive are held. a suitable liner will improve the look

Wird die Schmelzsicherung einer Umgebungs- der Sicherung, nachdem die StromunterbrechungThe fuse becomes an environmental fuse after the power interruption

temperatur unterworfen, bei der die Stromunter- 20 erfolgt ist, etwa durch den Schnitt nach Fig.7temperature at which the current under-20 has occurred, for example through the section according to FIG. 7

brechung erfolgen soll, so bewirkt die durch die wiedergegeben.If refraction is to take place, it causes the reproduced by the.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

I. In the lead to an electrical device, e.g. B. to an AC motor to be installed Fuse that is in good thermal conductivity connection with the device and that is activated when a specified value is exceeded the temperature inside the device responds and switches off the supply line, which fuse from one with slrconnections Bar made of a low-melting, conductive material with provided at both ends (Fusible conductor) with a section of reduced cross-section, which is converted into an insulating Shell leaving a space within the insulating shell for the Outflow of the molten conductor material is included, characterized in that that between the low-melting fusible conductor (10) and the insulating sheath (4) on the section (3) of the fusible conductor (10) provided with a reduced cross-section, an am Fusible conductor (10) and intermediate layer (12) resting against the insulating sheath (4) is arranged made of a material acting as a flux, which conducts heat well and is chosen so that it maintains its non-liquid state up to and including the specified melting temperature of the conductor retains and has a sufficient material thickness to be able to withstand chemical action on the melted Head to reduce its surface tension so that it is easy to flow.

2. Fuse according to claim 1, characterized in that the intermediate layer (12) has a The middle bulge forms free spaces (13) on both sides of the hands between the fusible link (10) and the insulating sheath (4) remain free.

3. Fuse according to claim I, characterized in that the fusible conductor (10) as Hollow cylinder (10 ″) is formed and a core (10 />) made of a material of low surface tension has.

4. Fuse according to claim I or 2, characterized in that the intermediate layer (12) on the outer ropes of the hollow cylinder (10 «) has about the same wall thickness as this one.

5. Fuse according to claim 1 or 2, characterized in that the insulating Sheath (4) protrudes beyond the fusible conductor (10) on both sides and encloses connecting sleeves (8) which the find the fusible conductor (10) and the connecting wires (6a) adjoining it in the manner of a Firmly enclose the clamp connection.

6. Fuse according to claim 5, characterized in that the connecting wires (6 «) of a layer (6 A) of insulating material surrounded .sind, which is a short piece in the insulating cover (4) protrudes, with the exposed part of the connecting wire (6 ″) firmly inside the connecting sleeve (8) is jammed.