DE1925552U - Elektrischer widerstand mit schmelzsicherung. - Google Patents

Description

DR. ING. H. NEGENDANK

PATENTANWAI/T . - . ■ HAHBURO Se ■ NETTER WALL « -FBRNBtTF 39 Ϊ4 28 UND 86 41 15 TBLEQRAMM-ANSOSRIFTl SJEQJEDAPATEKT

23. August 1965

Deutsche Vitrohm G-.m.b.H. & Co.
Pinneberg/Holstein " ; "
Siemensatr· 7-9

Elektrischer Widerstand mit -SchmeX'zsicherung

Die Neuerung betrifft einen elektrischen Widerstand mit- Schmelzsicherung. '-■ ' .

Beim Gebrauch von hochbelastbaren Widerständen besteht grundsätzlich die G-efahr, daß durch Überspannung, Kurzschluß oder dergleichen eine so hohe Belastung auftritt, daß der Widerstand eine feuergefährliche Temperatur erreicht.

Es sind Ausführungen bekannt, wobei der Widerstand über eine gewisse Belastung hinaus durchschmilzt, indem der Widerstand aus einer Widerstandslegierung hergestellt ist, die eine ziemlich niedrige Schmelztemperatur hat. Diese Widerstände können auch keine kurzzeitige Überlast aushalten. Weiter sind diese Widerstände nicht mehr zu verwenden und müssen durch neue ersetzt werden.

-2-

line andere bekannte lösung ist, den Widerstand mit einer Schmelzsicherung zu versehen, die, nachdem die Störung beseitigt ist, zugelötet werden kann, wodurch der Widerstand wieder einsatzbereit ist. Bekanntlich besteht ein derartiger Widerstand aus einer Feder "und dem eigentlichen Widerstandskörper, wobei die Feder gegen ^ eine gewisse Spannkraft mit einem Anschlußdraht des Widerstandskörpers mit Lötzinn verbunden ist. Bei Überhitzung fängt nach einer gewissen Zeit das Lötzinn an zu schmelzen. Die Spannkraft der Feder unterbricht nun die Verbindung. TJm innerhalb der ge- ^: wünschten Zeit in der Überlastperiode ein sicheres Auslösen zu erreichen, andererseits aber zu garantieren, daß unterhalb der kritischen Temperatur kein Auslösen erfolgt, müssen ziemlich kritische Bedingungen an das Federmaterial, die länge und Stärke der Feder und die Formgebung gestellt werden. Für die Sicherheit gegen Überschlag, nach Unterbrechung, wird eine große Entfernung zwischen Feder und Widerstand verlangt, der Federweg muß also groß sein. Damit jedoch die Unterbrechung nicht zu früh erfolgt, darf die Federkraft nicht zu hoch sein, weil die Lötverbindung mit zunehmender Temperatur doch schwächer wird.

Für Sicherheits-Widerstände, bei denen außerdem die verwendete Feder als Standbügel gebraucht wird, kommt noch das Problem hinzu, daß die Feder für diese Verwendung eine große Festigkeit und Steifheit haben muß.

Bis jetzt war eine Lösung nur dadurch gegeben, daß die Feder möglichst lang gewählt wurde. Die Nachteile sind klar.·

-3-

1. Unter sifter gewissen Länge des gesamten Widerstandes kann die Peeler einfach nicht lang genug sein, um ein sicheres Funktionieren zu gewährleisten.

2. Bei einer langen Feder ist der Widerstand über die gesamte Länge der Feder nicht ringsherum voll isoliert.

3. Beim Auslösen schlägt die lange Feder in das Gerät und gefährdet damit in der Nähe stehende Bauelemente.

4. Bei der Montage kann die Federspitze Über eine so große Iiänge seitlich so verschoben sein, daß ein richtiges ZusammerüLöten schwierig ist.

Die Neuerung hat sich die Aufgabe gestellt, einen elektrischen Y/iderstand mit Schmelzsicherung zu schaffen, der unter Vermeidung der beschriebenen Nachteile eine weitgehende Anpassung der Feder insbesondere hinsichtlich ihrer Kraft und ihres Ausschlages an die jeweils bestehenden Verhältnisse gestattet und die Möglichkeit der Isolierung des Widerstandes in nur geringem Ausmaße verringert.

Zur Lösung dieser aufgäbe geht die Neuerung von einem elektrischen './iderstand mit Schmelzsicherung aus, bei dem ein Anschlußdraht des Widerstandskörpers mit einer stromführenden Feder entgegen ihrer Spannkraft durch eine bei einer elektrischen Überlast schmelzenden Lötstelle verbunden ist.

-4-

Die !Teuerung bezieht sich vor allem auf Widerstände mit hoher spezifischer Belastung. Eine hohe spezifische Belastung im Sinne der Neuerung haben '.aderstände mit einem/\ T (Temperaturerhöhung bei lennlast afc-15O⁰C). Für diese Zwecke ist bereits vorgeschlagen vordem, den Widerstandskörper in der durchgehenden Längsbohrung eines Gehäuses aus Keramik anzuordnen, das zur Aufnahme eines Schiebers mit einer durchgehenden, nach außen offenen Hut von etwa keilförmigem Querschnit-t versehen ist. Von einem derartigen Keramikgehäuse geht auch die Neuerung aus.

Vorzugsweise sind für diese Keramikkörper zwei einander gegenüberliegende keilförmige I&ngsnuten und vier etwa im Quadrat angeordnete Bohrungen vorgesehen. Die Nuten dieser Keramikkörper waren jedoch nur zur Aufnahme der Montagebügel bestimmt, während durch die eine Durchbohrung die Rückführung des Widerstandes geleitet wurde. Die übrigen Durchbohrungen dienten der Verbesserung der Wärmeabfuhr und der Erhöhung der Wärmestoßfestigkeit. Auch der Keramikkörper des Mustergegenstandes kann zusätzlich mit derartigen der Länge nach durchgehenden Bohrungen und mit weiteren Keilnuten versehen sein.

Neuerungsgemäß ist die als Stabfeder ausgebildete Feder zwischen ihrer Sinspannsteile und ihrer Lötstelle als das verjüngte Ende des Schiebers ausgebildet und aus seiner Ebene von dem Keramikgehäuse weg abgebogen. Der in die Nut eingreifende Schieber kann kräftig ausgebildet werden und sichert so der Feder einen einwandfreien Halt in dem Keramikkörper. Das frei federnde Ende kann

infolge seiner Verjüngung sowohl hinsichtlich der Federkraft als ' auch hinsichtlich des Federausschlages weitgehend den jeweiligen

Anforderungen angepaßt werden, - Ss, ist ;sä möglich; -iihd;;s:©gary '"-■^{; :} empf ehlenswert, unabhängig ύοϊϊ der/Längev de#;leraiiikgehauses"^::'■· und damit des Widerstandslcöi^e^s ;di^

liehen konstant zu halten öpr nur,weinig ^%^erändern,;.:so daß.. bei einer Verlängerung des: ^eramikgehäuses-·^οέ :allem·-der tohieber-teil verlängert wird. '".".. "^:..-" ;-' -\:.;" -"i:^;.-"' ■".-;"".-■ Ά^^ ^: ~ _ -- ; ■".."."■■

Vorzugsweise ist das "«todere--:Eiäde^4es^ -

stehende Montag© ausgebildet,; iDer ffionta|ebügeir und-^ liehe Schieber können hierbei öhneSehwieri^lkeit::Ä;0töif ausgebildet werden, daß sich eine:;e;inwän(i^ keit des Widerstandes auch in^ aehkr'eehterv^nordnung: Ergibt.- ; '

Weiterhin empfiehlt es sieh,;:die Spitze::d€SkfedeÄd^:^;vSndeB^: ■- . löffelartig umzubiegen, um auf/ :dieBe^;;Weis:e-die Lötv^rbinduag: dieser Spitze mit dem Anschluß draht: d^a;lid^ und zu verbessern, ^:. -^:;■"■■-..'.. -'.'■ -^:- ■^:::::ά^-' :-K^- ■''/:':"f :-^<--^^'^::^ .'--'-

Der innerhalb der Nut liegen4e::Schieberte^l:vIcann.;Äit: temperaturbeständigem Kitt verankert werden,. ^::^ea^&gi■:zτli'^«pilßipetf■'H^J%Je■■-rung des federnden Endes ^ei'-jÄd'iVöirS^fl^^ des Widerstandskörpers» _:..-. .-. - ifi::■;-/■ νθύ^;-:-"--λ""■"--,.'■'.'■''^{T: :}-.--" - \-"^:_ .-.:

Es ist bei dem Mustergegenstand: ohnrSoh^^ -

Federn von im weseatlis^^^^

der gewünschten Federcharakteristik;^u^er^iehre^ werden Federn von eitte^ _2iäji0r^

eine Federkraft zwischen 20 unü-i2Q ;g:be:i^;:ein^ nun

- ■ ■ ■ ■■■-■■.■-■■■ '■'.'■' ^ , ?^-.- -^:ϊ::Μ^ΜΡ^Φ.--J^

an der geöffneten Lötstelle erzeugen.

Die Neuerung wird nunmehr anhand der beiliegenden Abbildung erläutert, in der eine Ausführungsform der !Neuerung dargestelltist. Ss zeigen?

Pig. 1 eine Seitenansicht auf eine neuerungsgemäß ausgebildete Feder,

Fig. 2 eine Vorderansicht auf die Feder der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Spitze der Feder der Fig. 1 und 2 nach der linie III-III der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 einen Längsschnitt nach Linie I7-IV der Fig. 6 durch einen neuerungsgemäß ausgebildeten Widerstand bei geöffneter Schmelzsicherung,

Fig. 5 einen Teilschnitt durch den Widerstand der Fig. 4 bei geschlossener Schmelzsicherung,

Fig. 6 eine Ansicht von oben auf den Widerstand der Fig. 5.

Das Keramikgehäuse 1 hat einen rechteckigen Querschnitt von der Breite b und der Höhe h. Das Gehäuse ist mit einer mittleren I^ngabohrung 2 versehen, die zur Aufnahme eines Widerstandskörpers 3 dient, der eine Zuleitung 4 und einen Anschlußdraht besitzt. Wie bei 6 und 7 angedeutet, kann die längsbohrung 2, nachdem der--Widerstandskörper 3 eingebracht worden ist, beispielsweise mit Quarzsand und Silikonen oder einer anderen zweckentsprechenden Masse vergossen werden.

Außerdem weist das Keramikgehäuse zwei einander gegenüberliegende Nuten 8,9 von etwa keilförmigem Querschnitt auf, die parallel zu der mittleren Bohrung 2 verlaufen.

Ferner kann das Gehäuse mit weiteren Durchbohrungen 10 versehen

Dieses Keramikgehäuse stimmt mit dem Keramikgehäuse des Gebrauchsmusters 1 888 2 58 überein.

Ne uerungs gemäß ist eine Feder vorgesehen, die allgemein das Bezugszeichen 11 trägt. Sie weist einen Schieberteil 12 und ein federndes Ende 13 auf. Der Schieberteil 12 ist nur wenig schmale* als die größte Breite der keilförmigen Buten 8,9 und ist mit einer Durchbiegung 14 versehen, um beim Einschieben des Schieberteils in eine der Nuten eine federnde Klemmwirkung zu erzeugen,

Von diesem Schieberteil 12 ist winklig die stabförmige Feder abgebogen, deren Breite geringer ist als die des Schieberteils 12. Die Verjüngung der Feder 13 kann weitgehend der gewünschten Federcharakteristik angepaßt werden. Vorzugsweise ist die Breite des Federstabes 13 geringer als die der Verengung 19 der keilförmigen Nuten 8,9. Beim Übergang von dem Schieberteil 12 in den Federstab 13 kann eine Kröpfung 22 vorgesehen sein. Die Spitze 16 des Federstabes 13 ist, wie sich insbesondere aus Fig. 3 ergibt, verbreitert und löffelartig umgebogen, so daß sich zwei schaufelartige Arme 17,18 ergeben, die sich nach dem anSchlußdraht 5 äes Widerstandskörpers 3 zu öffnen. . '■-■■■'■, ^_Q_

: ■ ■ - 8 -

Im Ausführungsbeispiel setzt sieh die andere Seite des Sohle bertei-le 12 über eine weitere Kröpfung 21 in einen Bügel 20 fort. Die Kröfpung 21 dient als Anschlag und legt die Lage des Schiebers 12 im Gehäuse 2 fest. Sr ist an seinem Ende mit einer Bohrung 23 und einer Suchspitze 24 versehen und dient zur Befestigung des Widerstandes, insbesondere für stehende Montage.

Gemäß Fig. 5 ist die Spitze 16 des Federendes 13 über eine Lötverbindung 15 mit dem Anschlußdraht 5 des Widerstandskörpers 3 verbunden. Bei elektrischer Überlast schmilzt diese Lötverbindung und gibt den Federstab 13 frei, wie die Fig. A zeigt. Die breiten schaufelartigen Arme 17,18 erleichtern die Herstellung der lötverbindung,

Der leuerungsgegenstand kann mit besonderem Vorteil als Widerstand mit hoher spezifischer Belastung für gedruckte Schaltungen in stehender Montage benutzt werden. In einer vorzugsweisen Ausführung des Neuerung-sgegenstandes für Widerstände zwischen 7

h und 13 Watt besitzt das Keramikgehäuse 3 eine Höhe/von etwa 10 mm und eine Breite b von etwa 9 mm. Die Bohrung 2 zur Aufnahme des Widerstandsfcörpers hat einen Durchmesser von etwa 4,5 mm und die übrigen längs durchgehenden Bohrungen 10 haben einen Durchmesser von etwa 1 mm. Die Abmessungen des Keramikgehäuses und damit des Widerstandes richten sich im allgemeinen im wesentlichen nach der elektrischen Wattzahl, die auch die Länge des Keramikgehäuses und damit auch den höchst erreichbaren Widerstandswert bestimmt.

Palls unter diesen Umständen das Keramikgehäuse langer wird als in dem dargestellten Ausführungsbeispiel, wird unter Beibehaltung der Länge des Federstabes 13 der innerhalb der Nut 8, 9 verbleibende ' ScMeberteil 1Z wesentlich langer ausgeführt.

Claims (5)

DR. ING. H. NEGENDANK PATKSTAN WALT HAMBUEG 8β · NEUER WAIL « · FERNHUJP 3β 74 SS UND 36 « 15 TEtBGIiAMM-ANSOHRIFT ι NBGKOAPATBNT ' ■;■; .-■■■- '.'. ■-. /23. August 19.65 Deutsche Vitrohm G.m.b.H. & Co. .- ,/.'■■.-".-'.. Pinneberg/Holstein Siemensstr. 7-9 Schutzanspiiiehe

1. Elektrischer Widerstand mit; Scimelzsieiierinag, V ft ei dem ein Anschluß draht des WiderstahdskörperB mit einer stromführenden leder entgegen ihrer Spannkraft durch, eine hei einer elektrischen Überlast schmelzenden Lötstelle verbunden und der "Widerstandskörper in der durchgehenden Längsbohrung eines Sehä-uses aus Keramik angeordnet ist, das zur Aufnahme eines Schiebers mit einer durchgehenden^ nachaußenoffenen Nut von etwa keilförmigem Querschnitt rersehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die als Stabfeder ausgebildete "Feder (13) zwischen ihrer Einspannstelle und ihrer !lötstelle als das -verjüngte Ende des Schiebers (12) ausgebildet und aus seiner Ebene von dem Keramikgehäuse (2j weg abgebogen ist.

2. Widerstand nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des Sfehiebers (12) als Bügel (20) für stehende Montage ausgeführt ist, ; ~_: ,-.■,.-. ;".

3. Widerstand nach Anspruch 1 und/öder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (16) des federnden Endes (13) löffelartig (17,18) umgebogen ist. \: : J ' -

4. Widerstand nach irgendeinem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der im Bereiche der Hut (9) liegende Schieber (12) mit temperaturbeständigem Kitt verankert ist.

5. Widerstand nach irgendeinem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die federkraft der Peder (13) von der Xänge des Widerstandskörpers konstant ist und bei einer Öffnung von 3 his 8 mm an der geöffneten lötstelle zwischen 20 und 120 g liegt.