DE1900221C3

DE1900221C3 - Verfahren zum Herstellen von streifenförmigen Schmelzleitern für träge Schmelzeinsätze

Info

Publication number: DE1900221C3
Application number: DE1900221A
Authority: DE
Inventors: Hans 8400 Regensburg Bobrowski
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-01-03
Filing date: 1969-01-03
Publication date: 1982-05-13
Also published as: DE1900221B2; NL163361B; NL163361C; CH498485A; DE1900221A1; SE369800B; YU328169A; AT312083B; NO130847B; NL6919383A; NO130847C

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach Oberbegriff des Patentanspruches. Bei einem solchen bekannten Verfahren (US-PS 30 92 715) werden streifenförmige Schmelzleiter für träge Schmelzeinsätze dadurch gewonnen, daß auf ein ebenes homogenes Band aus Silber oder Kupfer — als Träger — ein Wirkstoffdraht, beispielsweise aus Zinn, sich in Längsrichtung des Bandes über vorgestanzte Lochzonen erstreckend unter Stromdurchgan«? aufgeschweißt wird. Durch die kurzzeitige Erhitzung unter definierten Bedingungen beim Aufschweißen wird dosiert eine geringe Diffusion erreicht, was weitgehend verhindert, daß der Schmelzleiter schon bei der Herstellung altut Andererseits wird erreicht, daß keine Oxydschichten im Grenzbereich zwischen Lot und Träger das Ansprechen bei langzeitiger Überlastung verhindern können. Durch quer zur Längsrichtung des Bandes geführte Schnitte werden danach streifenförmige Schmelzleiter abgeschnitten.

Träges Verhalten soll beim bekannten Schmelzleiter dadurch unterstützt werden, daß auf dem gelochten Band viel Lot untergebracht wird und daß der Wirkstoffdraht die Lochzonen des bandförmigen Trägers zumindest teilweise überbrückt Die Lochzonen überbrückender Wirkstoffdraht soll Wärme absorbieren und den zwischen den Lochungen verbleibenden Stegbereich kühlen (man vergleiche beispielsweise Spalte 5 Zeilen 54 bis 57). Die Ansprechwerte eines Schmelzeinsatzes bei Langzeit anstehender Überlastung und bei kurzzeitigen Stromstößen oder im Kurzschlußfall sollen andererseits innerhalb der Toleranzbreite einer durch Vorschriften vorgegebenen Kurve liegen. Wenn dies bei Schmelzeinsätzen nach dem erörterten Herstellungsverfahren bei Überlastung erfüllt ist, so ergibt sich für den Schmelzleiter eine bestimmte Abmessung.

Der Querschnitt an der Engstelle beim Wirkstoffdraht ist dann so bemessen, daß bei einem Überlaststrom, bei dem der Schmelzleiter abschalten soll, dieser ausreichend wann wird, um eine vom Wirkstoff ausgehende Legierungsbildung trotz der Kühlwirkung zu ermöglichen. Maßgebend für das Ansprechen bei Überlastung ist also die Verlustleistung. Wenn diese trotz der Kühlwirkung ausreichend groß ist, kann andererseits der Schmelzleiter bei kurzzeitigen Strom' Stößen, also im Kurzschlußbereich der Kurve, über den Querschnitt der Engstelle nicht ausreichend Strom tragen. Er schaltet daher relativ früh ab, was nicht erwünscht ist und was in der Praxis dazu führt, daß die Kurve der Ansprechwerte im unteren Bereich, also im S Kurzschlußbereich nicht befriedigt

Auch bei einem sonst andersartigen bekannten Verfahren, wonach Lot weitgehend flüssig auf einzelnen Stücken aus Trägermaterial aufgebracht wird, überragt ein tellerförmiges Lotdepot seitlich das Trägermaterial

ίο (DE-PS 6 28 899).

Die größere ständige Verlustleistung beim Schmelzleiter nach dem bekannten Herstellungsverfahren bedingt im Nennbetrieb relativ hohe unerwünschte Energieverluste und einen Wärmeanfall, der in Vertei lungen störend ist Andererseits können höhere im

Betrieb auftretende Temperaturen gerade die Gefahr

einer Alterung während des Betriebes der Sicherung mit sich bringen.

Beim bekannten Verfahren läßt sich die Absicht, die

Streubreite der Ansprechwerte einzuengen, nur durch einen Kompromiß mit den geschilderten Nachteilen erreichen.

Bei einem Sicherungseinsatz mit mehreren parallel geschalteten Schmelzleitern und endständig gegenein ander versetzten Lötstellen in der Nähe von Aussparun gen ist der Wirkstoff klammerartig ausgebildet und seitlich mit Hilfe ekies Lötmittels angebracht (GB-PS 7 82 240). Hierbei verzichtet man auf den Vorteil einfacher maschineller Fertigung und man kann Toleranzen in der Lage des Lotes bzw. Wirkstoffes zur Ausnehmung nicht ausschließen.

Statt Wirkstoffen neben Löchern eines Trägermaterials anzubringen, hat man auch schon vorgesehen, auf einem Streifen aus Wirkstoff seitlich Beschichtungen aus Material mit niedrigerem Widerstand und höherem Schmelzpunkt so anzuordnen, daß in der Mitte ein Streifen aus bloßem Wirkstoff verbleibt (US-PS 28 64 917). Aus diesem beschichteten Band werden dann Schmelzleiter ausgestanzt, die eine reine Wirkstoffbrük ke ohne Trägermaterial aufweisen. Bloßer Wirkstoff hat aber wegen seines höheren Widerstandes und seiner niedrigeren Schmelztemperatur nicht die Stromtragfähigkeit wie ein mit Wirkstoff versehenes Trägermaterial, beispielsweise Kupfer oder Silber, wenn es mit Stromstößen belastet wird. Die Grenzbereiche zum Trägermaterial sind außerdem alterungsgefährdet wegen erhöhter Betriebstemperatur Bloßer Wirkstoff kann bei Kurzschluß den Lichtbogen zum Abschalten auch nicht auf weitere Löcher längs des Schmelzleiters

ίο verteilen.

Es ist bekannt bei zusammengesetzten Schmelzleitern aus Kupfer mit einer Brücke iius Silber — also bei nicht homogenen Bändern — in der Brücke eine Rinne zum Auftragen und Aufschmelzen von Wirkstoff vorzusehen (CH-PS 3 91 857). Solche Rinnen sind für Wirkstoffauftrag von Hand üblich. Wenn dieser Schmelzleiter nicht einen trägen Sicherungseinsatz sondern einen flinken ergeben soll, wenn der Schmelzleiter also ohne Wirkstoff verbleibt, hat man statt der chemischen Schwächung der Brücke durch den Wirkstoff auch schon eine Lochung in der Brücke vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, drahtförmigen Wirkstoff in maschinell fertigbarer Weise zwar an Ausnehmungen in einem Trägermaterial definiert nahe heranzubringen, jedoch ohne die Ausnehmungen überbrückende Kühlfahnen zu bilden. Die Lösung der geschilderten Aufgabe erfolgt durch die im kennzeich·

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nenden Teil des Patentanspruches niedergelegte Lehre.

Das Aufbringen des aus Wirkstoff bestehenden Drahtes auf das Band IiBt sich wie beim eingangs erörterten Verfahren (US-PS 3092 715) leicht und sicher durchführen. Da nur eine kleine kontrollierte Wärmemenge ausreicht, wird vermieden, daß beim Aufbringen des Drahtes der Schmelzleiter durch Eindiffundieren von Wirkstoff in den Stoff des Trägermaterials vorzeitig altert Solche Alterung entstünde durch Diffusion des Wirkstoffes in größerem Ausmaß.

Das Aufbringen des Wirkstoffes in Form eines vorgefertigten Drahtes durch Aufschweißen oder Auflöten, also mit Hilfe eines Lötrnittels, nutzt zwar den bekannten Vorteil, daß die Wirkstoffmenge und die Diffusion genauer dosiert werden kann als beim sonst gängigen Aufschmelzen. Ein Schmelzeinsatz mit einem erfinduagsgemäß hergestellten Schmelzleiter benötigt jedoch nur die zum chemischen Reagieren erforderliche Lotmenge und er weist eine hohe Stromtragfähigkeit bei kurzzeitiger Überlastung — bei Stromstößen — auf. Bei der Wahl des Querschnitts der Engstellen und der Bemessung des Schmelzleiters braucht man nämlich nicht darauf Rücksicht zu nehmen, daß die erzeugte Wärme bei langzeitiger Überlastung trotz der Kühlung ausreicht, das Lot mit dem Träger zur Reaktion zu bringen. Die Querschnitte können daher größer gewählt werden, wodurch die Stromtragfähigkeit steigt und die ständige Verlustleistung sinkt Dadurch sinkt die Alterungsgefahr während des Betriebs. Em solcher Schmelzleiter schaltet andererseits bei Kurzschlüssen rasch und sicher ab. Die guten Verzögerungs- und Abschalteigenschaften kommen andererseits dadurch besonders zum Tragen, daß der Schmelzleiter von der Herstellung her nahezu alterungsfrei ist

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt:

Die F i g. 1 und 2 zeigen Einzelheiten zur Fertigung des Schmelzleiters.

Die Fig.3 gibt ein Ausführungsbeispiel für eben nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten S Schmelzleiter wieder.

Zur Herstellung der streifenförmigen Schmelzleiter wird von einem ebenen, homogenen aus Silber oder Kupfer bestehenden Band 1 ausgegangen. Auf dieses Band als Träger wird ein Wirkstoff in Form eines

■o Drahtes 2 in Längsrichtung aufgeschweißt oder aufgelötet

Das Aufbringen des Drahtes erfolgt maschinell und kann kurzzeitig erfolgen, so daß Wirkstoff nicht in größerem Umfang oder unkontrolliert in den Trägerstoff diffundieren kann.

Danach werden von dem mit Wirkstoff versehenen Band quer zur Bandrichtung streifenförmige Teile 3 als Schmelzleiter abgeschnitten und zwar an den in F i g. 1 gestrichelt dargestellten Stellen. Das Band 1 hat eine solche Breite, daß die abgeschnittenen streifenförmigen Teile die für den Einbau in -Jen Schmelzeinsatz erforderliche Länge haben. Auch das Abschneiden der streifenförmigen Teile vom Band erfolgt maschinell. Zugleich beim Abschneiden der streifenförmigen Teile werden in diese Löcher 4 gestanzt die den Querschnitt des Schmelzleiters verringern und durch den Wirkstoff hindurch eingebracht werden, so daß keine Lotbrücken über den Löchern stehenbleiben. Diese Löcher haben die Aufgabe, eine örtlich höhere Aufheizung des

Schmelzleiters bei Überlast zu bewirken.

In Fig.3 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt wonach die Löcher 4 zentral durch den Wirkstoff hindurch eingestanzt sind. Der nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellte, mit Wirkstoff versehene Schmelzleiter kann sofort maschinell weiterverarbeitet werden, d. h, man kann ihn unmittelbar in den Sicherungskörper einbauen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

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Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen von streifenförmigen Schmelzleitern für träge Schrnelzeinsätze, bei dem auf ein ebenes homogenes Band aus Silber oder Kupfer ein Wirkstoffdraht sich in Längsrichtung des Bandes fiber Lochzonen erstreckend aufgeschweißt bzw. aufgelötet wird und bei dem die streifenförmigen Schmelzleiter durch quer zur Längsrichtung des Bandes geführte Schnitte vom Band abgeschnitten werden, dadurch gekennzeichnet, daß zugleich beim Abschneiden der streifenförmigen Schmelzleiter (3) vom Band den Querschnitt verringernde Löcher (4) an den Wirkstoffdraht (2) tragenden Stellen des Schmelzleiter (3) durch den Wirkstoffdraht (2) hindurch eingestanzt werden.