DE1816857A1

DE1816857A1 - Fuse

Info

Publication number: DE1816857A1
Application number: DE19681816857
Authority: DE
Inventors: Dr-Phil Hans Johann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-12-24
Filing date: 1968-12-24
Publication date: 1970-06-25

Description

Schmelzsicherung Zusatz zu Patent . ... ... (Anmeldung P 12 48 785,3-32) Gegenstand des Hauptpatentes iet eine Schmelzsicherung mit einem in Sand eingebetteten, vorzugsweise bandförmigen Schmelzleiter, der außer wenigstens einer Engstelle zum Abschmelzen durch Kurzschlußströme eine gesonderte Stelle verjüngten Querschnittes mit eng benachbarter vom Strom durchflossener Lotanhäufung zur Legierungsbildung bei Überströmen aufweist, wobei der Querschnitt der verjüngten Stelle größer als der Querschnitt der Engstelle zum Abechmelzen durch Kurzschlußströme ist, wobei die Steile verjüngten erschnittes zwischen zwei als Brücken ausgebildeten Lotanhäufungen vorgesehen ist. Bei der Sicherung nach dem Hauptpatent ist die Stelle verjüngten Querschnittes als ein in Richtung des Schmelzleiters verlaufendes Abschmelzleiterband ausgebildet.Fuse addition to patent. ... ... (registration P 12 48 785,3-32) The subject of the main patent is a fuse with an embedded in sand, preferably band-shaped fusible conductor, which apart from at least one constriction to the Melting by short-circuit currents a separate point of tapered cross-section with closely spaced piles of solder through which the current flows to form an alloy has when overflows, the cross section of the tapered point greater than is the cross section of the bottleneck for melting off by short-circuit currents, where the steep section tapered between two piles of solder designed as bridges is provided. When securing according to the main patent, the place is tapered Cross-section as a consumable conductor strip running in the direction of the fusible conductor educated.

Die Wärmeerzeugung innerhalb des verjüngten Querschnittes bei der beschriebenen Schmelssicherung muß im Normalbetrieb schon relativ groß sein, damit trotz starken Wärmeausgleichs mit den benachbarten Schmelzleiterteilen bei dentverlangten Abschmelzstrom die Abschmelztemperatur zustande kommt, was unerwünschte Verluste für die Sicherung bedeutet. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugruzrde, die Verluste bei einer Sicherung nach dem Hauptpatent wesentlich herabzusetzen, ohne dabei die Geschwindigkeit der Legierungsbildung zu erniedrigen und ohne die Abschmelzzeit im Kurzschlußfall unerwUnscht zu verkürzen. Dies wird dadurch erreicht, daß die Stelle verjüngten Quersohnittes aus einem im wesentlichen haarnadelförmig gebogenen Leiterteil besteht, dessen Haarnadelenden mit den Lotanhäufungen verbunden sind und einen wesentlich kleineren Abstand voneinander haben als er der Länge der Raarnadel entspricht. Durch das haarnadelförmige Biegen des Leiterteiles ergibt sich eine Widerstands- und Wärmekonzentration, so daß zum Erreichen der gleichen im Auslösefall vorhandenen Ubertemperatur der Stelle verjüngten Querschnittes gegenüber dem Lotvorrat wie beim Gegenstand des Hauptpatentes kein kleinerer Querschnitt für die Stelle verjüngten Querschnittes gewählt zu werden braucht und der nicht verjüngte Teil des Schmelzleiters stärker gewählt werden kann. Dies bedeutet aber, daß beim Normalbetrieb der Sicherung eine geringere Erwärmung des größeren Teiles des Schnelzleiters auftritt, so daß durch die Erfindung eines verlustarme Schmelzsieherung geschaffen ist.The heat generation within the tapered cross-section at the The fuse described must be relatively large in normal operation so in spite of the strong heat balance with the neighboring fusible conductor parts in the case of dentrequired Melting current the melting temperature comes about, which leads to undesirable losses for backup means. The present invention is therefore based on the object to significantly reduce the losses in a backup according to the main patent, without reducing the rate of alloy formation and without the To reduce the melting time undesirably in the event of a short circuit. This is achieved by that the body tapered transverse sonittes from an essentially hairpin-shaped There is a curved conductor part, the hairpin ends of which are connected to the solder piles and are at a much smaller distance from each other than the length of the Pin is equivalent to. Due to the hairpin-shaped bending of the ladder section there is a resistance and heat concentration, so that to achieve the same in the event of a trigger, the existing excess temperature of the point opposite the tapered cross-section the solder supply as with the subject of the main patent no smaller cross-section for the point of tapered cross-section needs to be selected and the non-tapered Part of the fusible conductor can be chosen stronger. But this means that with Normal operation of the fuse means less heating of the larger part of the fast conductor occurs, so that created by the invention of a low-loss fusible link is.

Gegenüber einer zur Senkung der Verluste ebenfalls beitragenden Möglichkeit einer Widerstands. und Wärmekonzentration durch eine kurze gestreckte Verjüngung mit einem Querschnitt gleich oder nahezu gleich dem der zum Abschmelzen durch Kurschlußströme bestimmten Engstellen wird erreicht, daß die zur Erzielung einer Selektivität erforderliche Abschmelzgeschwindigkeit nicht verringert wird, sondern durch allgemeine Stärkerbemessung erhöht wird. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Leiterteiles ergibt sich, wenn die stromführende Länge des haarnadelförmig gebogenen, bandförmigen Leiterteiles mindestens 25 mal größer als seine Stärke ist.Compared to an option that also contributes to reducing losses a resistance. and heat concentration through a short elongated taper with a cross-section equal to or almost equal to that for melting by short-circuit currents certain bottlenecks is achieved that the necessary to achieve a selectivity Melting rate is not reduced, but by general thickness measurement is increased. A particularly advantageous embodiment of the ladder part according to the invention arises when the current-carrying length of the hairpin-shaped curved, ribbon-shaped Part of the ladder is at least 25 times larger than its thickness.

Diese Regel ergibt eine so große Oberfläche des für die Auflösung durch die Lotanhäufungen bestimmten verjüngten Teiles, daß die Auflösung mit besonderer Geschwindigkeit erfolgt und ein als Alterung bekannter Zwischenzustand praktisch vermieden wird.This rule gives such a large surface area for resolution the tapered part determined by the piles of solder that the dissolution with special Speed occurs and an intermediate state known as aging comes in handy is avoided.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung beträgt die Länge des haarnadelförmigen Leiterteiles 1 etwa 20% der Gessitschn'elzleit.rlänge. Hierdurch ergibt sich bei der erfindungsgenäßen Ausführung die stärkste Wirkung.According to a further embodiment of the subject matter of the invention the length of the hairpin-shaped ladder part 1 is about 20% of the Gessitschn'elzleit.rlänge. This results in the strongest effect in the execution according to the invention.

Bei einer wesentlichen Verlängerung des haarnadelförtig gebogenen Teiles würde der Anteil der stärker bemessenden übrigen Teile soweit sinken, daß die betrieblichen Verluste wiederum ansteigen.With a substantial extension of the hairpin-shaped bent Partly, the proportion of the other parts with a larger dimension would decrease so much that the operational losses increase in turn.

Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 und 2 einen Schmelzleiter für die erfindungsgemäße Schmelzsicherung in Seiten- und Draufsicht und Fig. 3 die Temperaturverteilung am erfindungsgemäßen Schmelzleiter.Based on the drawing is an embodiment according to the invention described. 1 and 2 show a fusible link for the inventive Fuse in side and top view and FIG. 3 shows the temperature distribution on the fusible conductor according to the invention.

Der Schmelzleiter 1 hat Engstelle 2, die als Trennstellen bei Kurzschlußströmen fungieren. Im Mittelbereich ist der Schmelzleiter 1 unterbrochen und mit als Lotbrücken ausgebildeten Lotanhäufungen 3 aus Zinn oder anderen legierungsfähigem Material versehen. Zwischen den beiden Lotanhäufungen 3 des Schmelzleitere ist eine als Stelle verüngten Querschnittes ausgebildete Brücke 4 eingefügt. Die Brücke 4 ist gemäß der Erfindung als im wesentlichen haarnadelförmig gebogenes bandförmiges Leiterteil ausgebildet, dessen Enden 5 mit den Lotanhäufungen 3 verbunden sind. Die Gesamtlänge des haarnadelförmigen Leiterteilea - das ist die doppelte Länge der Haarnadel - wird im Verhältnis zur Starke des Leiterteiles vorteilhafterweise derart bemessen, daß die den Gesamtetrom führende Gesamtlänge des haarnadelförmig gebogenen bandförmigen Leiterteiles 4 mindestens 25 mal länger als die Stärke des Teiles 4 ist. So ist gewährleistet, daß die im Uberstromfall auftretende Erwärmung zum Abschmelzen der Sicherung ausreicht, ohne daß relativ große Verluste im Normalbetrieb der Sicherung an dieser auftreten. Um dieses Ziel auf besonders gUnattge~ Weise zu erreichen, wird weiterhin als Gesamtlänge des haarnadelförmigen Leiterteiles, d.h. die gestreckte Länge des Leiterteiles etwa 20% der Gesamtschmelzleiterlänge, die aus Schmelzleiter 1 und Leiterteil 4 besteht, gewählt. Unter derartigen Umständen ergibt sich der aus Fig. 3 prinzipmäßig angedeutete Temperaturverlauf entlang des Schmelzleiters- der Sicherung. Die mit 6 bezeichneten Temperaturanstiege rühren von den Engstellen 2 her. Der durch die haarnadelförmige Ausbildung des Leiterteiles 4 erreichte relativ steile Tempeaturanstieg in der Mitte der Sicherung ist mit 7 bezeichnet.The fusible link 1 has constriction 2, which act as separation points in the event of short-circuit currents act. The fusible link 1 is interrupted in the middle area and used as solder bridges formed solder piles 3 made of tin or other alloyable material Mistake. Between the two solder accumulations 3 of the fusible conductor is a point tapered cross-section formed bridge 4 inserted. The bridge 4 is according to of the invention as a substantially hairpin-shaped curved band-shaped conductor part formed, the ends 5 of which are connected to the solder piles 3. The total length of the hairpin-shaped ladder part a - this is twice the length of the hairpin - is advantageously dimensioned in relation to the thickness of the ladder section in such a way that that the total length of the entire length of the hairpin-shaped curved ribbon-shaped Ladder part 4 is at least 25 times longer than the thickness of part 4. So is ensures that the heating occurring in the case of overcurrent to melt the Fuse is sufficient without relatively large losses in normal operation of the fuse occur at this. In order to achieve this goal in a particularly favorable manner, is still used as the total length of the hairpin-shaped ladder section, i.e. the straight one Length of the conductor part about 20% of the total fusible conductor length, that of the fusible conductor 1 and ladder section 4 is selected. In such circumstances, the temperature curve indicated in principle from Fig. 3 along the fusible conductor the fuse. The temperature increases marked 6 are due to the bottlenecks 2 ago. The achieved by the hairpin-shaped design of the conductor part 4 is relative The steep rise in temperature in the middle of the fuse is denoted by 7.

Durch die stärkere Bemessung des größeren Teiles der Schmelzleiterlänge wird erreicht, daß die mittlere Schmelzleitertemperatur kleiner ist als bei üblichen Sicherungen und damit sind auch die, Verluste kleiner. Im Kurzschlußfalle wird die Temperaturverteilung nicht durch den Wärmeausgleich, sondern duroh die Stromdichte bestimmt, so daß die haarnadelförmige Verjüngung und die Lotbrücken sich langsamer erhitzen als die jetzt zum Abschmelzen bestimmten Engstelle und letztere zuerst schmelzen.Due to the larger dimensioning of the larger part of the length of the fuse element it is achieved that the mean fusible conductor temperature is lower than with conventional ones Fuses and thus also the losses are smaller. In the event of a short circuit, the Temperature distribution not through the heat balance, but through the current density determined so that the hairpin-shaped taper and the solder bridges move more slowly heat than the bottleneck now destined for melting and the latter first melt.

3 Patentansprüche 3 Figuren3 claims 3 figures

Claims

Claims 1. Fuse with an embedded in sand, preferably band-shaped fusible conductor, which apart from at least one constriction to the A special place of tapered transverse sonittes is created by short-circuit currents with closely spaced piles of solder that have flowed through the current to form an alloy in Sberstrdmen, the cross-section of the tapered point being greater than is the cross section of the constriction for melting away by short-circuit currents, where the point of tapered cross-section between two solder piles designed as bridges is provided according to patent. ... ...

(Registration P 12 48 785.3-32 - PLA 58/1023), characterized in that that the point of tapered cross-section from a substantially @ pin-shaped curved conductor part (4) consists, the hairpin ends (5) with the solder piles (3) are connected and have a much smaller distance from each other than it corresponds to the length of the hairpin.

2. Fuse according to claim 1, characterized in that the current-carrying Length of the hairpin-shaped, band-shaped ladder part (4) at least 25 times greater than its strength.

3. Fuse according to claim 1 or 2, characterized in that the Total length of the hairpin-shaped ladder part (4) about 20% of the total shrink ladder length amounts to.

L e r s e i t e