DE2531291B2

DE2531291B2 - Elektrischer Schichtwiderstand mit Schmelzsicherung für stehenden Einbau in gedruckte Schaltungen

Info

Publication number: DE2531291B2
Application number: DE19752531291
Authority: DE
Inventors: Edmund Dipl.-Phys. 8671 Schoenwald Breitfelder; Theodor 8672 Selb Hoer
Original assignee: Draloric Electronic 8500 Nuernberg GmbH
Current assignee: Draloric Electronic 8500 Nuernberg GmbH
Priority date: 1975-07-12
Filing date: 1975-07-12
Publication date: 1978-10-26
Also published as: DE2531291A1

Description

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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schichtwiderstand mit Schmelzsicherung für den stehenden Einbau in gedruckte Schaltungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein derartiger Widerstand ist aus der DE-OS 14 40 801 bekannt.

Zum Schutz elektrischer Geräte gegen Überlastung werden entweder Feinsicherungen verwendet, oder Widerstände, die bei höherer Überlastung den überlasteten Stromkreis unterbrechen. Diese Unterbrechung ist bei bekannten Ausführungsformen von Schichtwiderständen dann irreversibel, wenn bei Überlastung des Widerstandes definierte Schwachstellen in der Widerstandsschicht schmelzen, verdampfen oder sonst wie ihre Struktur ändern (z. B. DE-OS 23 15 837, DE-OS 23 05 354). Bei Widerständen mit größerer Nennlast kann die Unterbrechung wieder geheilt werden; im letztgenannten Fall handelt es sich um die bekannten Drahtwiderstände mit Schmelzsicherung. Ein derartiger elektrischer Widerstand ist aus der DE-PS 15 15 624 bekannt, wobei der in einer durchlaufenden zentralen Längsbohrung eines Keramikgehäuses angeordnete Widerstand mit einer Schmelzsicherung versehen ist, die sich über einen in einer keilförmigen Nut im Gehäuse befindlichen, federnden Teil zum zweiten Anschlußelement fortsetzt. Diese bekannte Ausführungsform eines elektrischen Widerstandes mit Schmelzsicherung beschränkt sich auf Drahtwiderstände hoher Nennlast und damit verbundener hoher Ausschaltleistung. Außerdem ist das Keramikgehäuse mit seinen Längsbohrungen und offenen Nuten in der Herstellung relativ teuer.

Aus der DE-AS 14 90 219 ist ein elektrischer Drahtwiderstand mit Schmelzsicherung bekannt, bei dem der federnde Anschlußleiter innerhalb einer den Federweg begrenzenden Bohrung des Trägerkörpers des Drahtwiderstandes liegt. Außer dieser Bohrung besitzt dort der Trägerkörper weitere Bohrungen, die zur Aufnahme eines Rückführungsleiters oder zur Kühlung des Widerstandes dienen können, ßei keiner der dort bekannten Ausführungsform handelt es sich jedoch um sin Standbauelement, das äußerst einfach herstellbar ist.

Aus der FR-PS 21 64 629 ist in F i g. 1 ein zum Stande der Technik gehörender Sicherungsdrahtwiderstand dargestellt, bei dem zwischen zwei Anschlußschellen ein feststehender Draht und ein unter federnder Vorspannung stehender Draht zusammengelötet sind. Weiterhin ist dort ein elektrischer Drahtwiderstand mit Abschaltsicherung beschrieben, bei dem der federnde Anschlußdraht beim Auslöten zurückfedert und dabei die Gesamtabmessungen des Gehäuses nicht verläßt.

Es sind neben Drahtwiderständen auch Schichtwiderstände mit Schmelzsicherung bekannt. Die DE-AS 11 02 249 beschreibt einen derartigen Widerstand, der mit einer unter mechanischer Vorspannung stehenden Zuleitung durch eine der Stromwärme des Widerstandes ausgesetzten Lötstelle verbunden ist, dergestalt, daß der eine Zuleitungsdraht des Widerstandes, von dessen einem Ende aus derart federnd über den Widerstandskörper zurückgebogen und in dieser Stellung mit einem in der Mitte des Widerstandselementes befindlichen Anschlußstück verlötet ist, daß er bei Schmelzen des Lotes zurückfedert und den Stromkreis unterbricht.

Bei den aus den Figuren 2 und 3 der DE-AS 11 08 758 bekannten Widerständen handelt es sich um herkömmliche Standbauelemente ohne Sicherungswirkung.

Aus dem DE-GM 19 57 378 ist ein elektrischer Widerstand für stehenden Einbau in gedruckte Schaltungen bekannt, bei dem durch die Anwendung einer Hülse geeigneter Abmessung erreicht wird, daß das Rastermaß bei leicht federnd nach außen drückendem, abgebogenem Anschlußelement sich automatisch einstellt, wobei die Hülse leicht verformt wird. Dort bewirkt die Hülse zusammen mit einem Isolierstoffverguß die erforderliche Fixierung des abgebogenen Anschlußdrahtes und des Bauelementes, das jedoch keine Abschaltsicherung besitzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sicherungswiderstand der eingangs genannten Art mit relativ kleiner Nennlast zur Verfügung zu stellen, der

einfach aufgebaut ist, preisgünstig herstellbar ist und trotzdem ein sicheres Abschalten gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Bei einer bevorzugten Ausführungsforni des erfindungsgemäßen Sicherungswiderstandes befindet sich das Widerstandselement in einem Gehäuse, welches zwei zentrale Längskanäle aufweist, die sich im M i ttelbereich überschneiden.

Der eine Längskanal dient der Aufnahme des Widerstandselements und der zweite Längskanal dient zur Führung des federnden zweiten Anschlußelements, welches durch seine Biegung eine mechanische Vorspannung erhält. Der zweite Längskanal hat vom ersten vorzugsweise einen solchen Abstand, daß das federnd gebogene zweite Anschlußelement zum Anschlußelement parallel und in einem definierten Rasterabstand verläuft Die Längskanäle können kreisrunde, eckige oder ovale Querschnittsform besitzen. Der Längskanal zur Aufnahme des Widerstandselements kann einen Schlitz besitzen, wobei der Querschnitt des Längskanals zur Aufnahme des Widerstandselements vorzugsweise mindestens in einer Richtung kleiner als die entsprechende Abmessung des Widerstandselementes ist. In diesem Ausführungsbeispiel federt das Gehäuse bei der Montage des Widerstandselementes auf und hält das Widerstandselement unter Druck fest.

Bei einer anderen Ausführung eines erfindungsgemäßen Widerstandes ist das Widerstandselement in einem Gehäuse angeordnet, bei dem der Querschnitt des Längskanals zur Aufnahme des Widerstandselementes größer ist als der Querschnitt des Widerstandselementes. Diese letztgenannte Ausführungsform hat den Vorteil, daß ein Gehäuse vom Anwender beliebig oft zum Einsetzen eines erfindungsgemäßen Sicherungswiderstandes in eine gedruckte Schaltung verwendet werden kann, wobei das Gehäuse nur dazu dient, das Rastermaß zwischen dem ersten und dem federnden zweiten Anschlußelement herzustellen, und das nach der Lötverbindung des Widerstandes mit der gedruckten Schaltung vom Widerstand wieder abgezogen werden kann.

Das Gehäuse für das erfindungsgemäße Widerstandselement ist vorzugsweise ein Strangpreßteil, welches das Widerstandselement ganz oder teilweise überdeckt.

Die Montage des Widerstandselementes geschieht in einer einfachen Weise durch eine relative Bewegung zwischen Gehäuse und Widerstandselement, wobei der Widerstand mit dem spitzen Winkel zwischen Widerstandselement und federnden zweiten Anschlußelement zum Gehäuse hinzeigt. Durch einen sich aus der Widerstandshöhe, dem Rasterabstand und der Biegefestigkeit des federnden zweiten Anschlußelementes ergebenden Bereich des spitzen Winkels, in welchem das zweite, federnde Anschlußelement von der Achse des Widerstandselementes absteht, schmiegt sich das Anschlußelement im unteren Teil des Längskanals an diesen an und verläuft ab dort parallel zum ersten, axialen Anschluß. Dadurch ergibt sich eine mechanische Vorspannung des federnden zweiten Anschlußelementes, welche bei Überlastung des erfindungsgemäßen Widerstandes, d. h. durch Schmelzen der Lötperle, aufgehoben wird, so daß das federnde Anschlußelement in eine Lage zurückfedert, die zur Achse des Widerstandselementes parallel ist. Damit ist der überlastete Widerstand bzw. Stromkreis unterbrochen. Der Widerstand kann nach Behebung des Schaltfehlers durch Wiederanlöten des ausgelöteten zweiten, federnden Anschlußelementes am Widerslandselement wieder funktionsfähig gemacht werden. Um zij einer definierten Schaltunterbrechung, d. h. zu einem definierten Auslöten des federnden zweiten Anschlußelementes zu gelangen, versteht es sich von selbst, daß die Lötperle am Widerstandselement aus einem Lot besteht, dessen Schmelztemperatur niedriger ist als die Schmelztemperatur des Lotes, welches zur Befestigung des Widerstandes an der gedruckten Schaltung dient.

ίο Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß ein handelsüblicher Schaltwiderstand verwendet werden kann. Da Schichtwiderstände bei Normalbetrieb Oberflächentemperaturen von ca. 120° C erreichen, ist es möglich, bei bereits doppelter Belastung, d. h. bei Belastungen im Bereich um ein Watt die Schmelztemperaturen bekannter Lote zu erreichen, so daß eine Abschaltung sicher gewährleistet ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine Wiederinstandsetzung des abgeschalteten Widerstandes einfach und problemlos möglich ist, da die bekannten Widerstandsschichten kurzzeitig Temperaturen über 200°C schadlos überstehen.

Anstelle eines herkömmlichen Schichtwiderstandes zylindrischer Bauform kann auch ein Schichtwiderstand auf einer ebenen Unterlage verwendet werden. Besonders eignen sich dafür Dickschichtwiderstände auf keramischen Trägerplatten. Das federnde zweite Anschlußelement und die Lotperle ist leicht auf der Trägerplatte anzubringen. Durch räumlichen engen

JO Aufbau von Widerstand und Sicherungsbügel ist in diesem Fall durch bessere Wärmeausnutzung eine weitere Eingrenzung des Sicherungsverhaltens möglich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der

Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Sicherungswiderstand vor dem Einbau in eine gedruckte Schaltung,

Fig.2 einen Sicherungswiderstand nach dem Einbau in eine gedruckte Schaltung,

Fig.3 einen Schnitt durch einen, in einem Gehäuse befindlichen Sicherungswiderstand,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen in einem Gehäuse befindlichen Sicherungswiderstand,
F i g. 5 ein Gehäuse mit einem Schlitz,

Fig.6 einen Sicherungswiderstand mit ebenem Trägerkörper,

F i g. 7 eine Draufsicht auf einen Sicherungswiderstand mit ebenem Trägerkörper und

Fig.8 einen Auf- und Grundriß eines Sicherungsso Widerstandes mit niedrigem Gehäuse.

F i g. 1 zeigt einen elektrischen Sicherungswiderstand, bestehend aus einem Widerstandselement 1 und einem daran befestigten axialen Anschlußelement 2. Am anderen Ende des Widerstandselementes ist ein in die Richtung des ersten Anschlußelementes 2 weisendes zweites, federndes Anschlußelement 3 mittels einer Lötperle 4 befestigt. Der zwischen der Achse des Widerstandselementes 1 und dem Anschlußelement 3 gebildete spitze Winkel ist von der Widerstandshöhe, dem einzustellenden Rastermaß und der Biegesteifigkeit des federnden Anschlußelementes 3 abhängig.

F i g. 2 zeigt einen Sicherungswiderstand gemäß Fig. 1, nach dem Einbau in eine gedruckte Schaltungsplatte 10, wobei sich die Anschlußelemente 2 und 3 des Widerstaridseiementes 1 voneinander in einem definierten Rasterabstand R befinden. Die Lötperle 4 muß zwischen Anschlußelement 3 und Widerstandselement 1 eine HaiFtfestigkeit vermitteln, die größer ist als die

Biegespannung im federnden, zweiten Anschlußelement 3.

Fig. 3 zeigt ein Widerstandselement 1 mit einem axialen Anschlußelement 2 im Längskanal Ta eines Gehäuses 6. Der zweite, federnde Anschluß 3 ist mittels der Lötperle 4 am Widerstandselement 1 befestigt und schmiegt sich an die Wandung 5 des Längskanals Tb derart an, daß er unter einer mechanischen Biegespannung steht und in Höhe des Anschlusses 2 in einem definierten Rastermaß R zu diesem ausläuft.

F i g. 4 zeigt eine Querschnittsform eines Gehäuses 6 mit eckigen Längskanälen Ta und Tb. Das Widerstandselement 1 liegt an Wandungen 8 des Längskanals Ta fest an. Dadurch und durch das unter Biegespannung stehende, federnde Anschlußelement 3 ist ein fester Sitz des Widerstandselementes 1 im Gehäuse 6 gewährleistet. Im Extremfall gehen die zwei Längskanäle Ta und Tb in einen einzigen Kanal 7 über, nämlich dann, wenn die Längskanäle rechteckigen Querschnitt besitzen.

F i g. 5 zeigt ein Profil eines Gehäuses 6, bei dem der Längskanal Ta durch einen Schlitz 9 durchgehend nach außen geöffnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Querschnitt der Längskanäle Ta und Tb mindestens in einer Richtung kleiner als die Abmessung des Widerslandselementes in dieser Richtung.

F i g. 6 und 7 zeigt ein Widerstandselement 1 ebener Gestalt mit dem axialen Anschlußelement 2 und dem über die Lotperle 4 in radiale Richtung gebogenen federnden Anschlußelement 3, welches an der Wandung 5 des Längskanals Tb anliegt, im Auf- und Grundriß. Wie aus dem Grundriß (F i g. 7) ersichtlich, sind die Längskanäle Ta und Tb des Gehäuses 6 bei dieser

ίο speziellen Ausführungsform sich überschneidend oval ausgebildet.

F i g. 8 zeigt den Auf- und Grundriß eines Sicherungswiderstandes, bei dem das Gehäuse 6 nur dazu dient, das Rastermaß zwischen dem axialen Anschlußelement 2 und dem federnden zweiten Anschlußelement 3 zu gewährleisten. Dabei überdeckt das Gehäuse 6 nur einen Teil des Widerstandselementes 1, so daß ein Schutz des federnden Anschlußelementes 3 beim Auslöten, d. h. Schmelzen der Lötperle 4 gegen Undefinierte Berührungen mit anderer Spannung führenden Teilen einer Schaltung nicht gewährleistet werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrischer Schichtwiderstand mit Schmelzsicherung für stehenden Einbau in gedruckte Schaltungen, bestehend aus einem Widerstandselement, einem daran befestigten, axial abstehenden Anschlußelement und einem in die Richtung des ersten Anschlußelementes weisenden zweiten Anschlußelement mit einer durch ein leicht schmelzendes Metallstück überbrückten Unterbrechungsstelle, die to im Überlastungsfall aufgeht, gekennzeichnet durch die Gesamtheit der folgenden Merkmale, daß das zweite Anschlußelement (3) mit einer Lötperle (4) direkt am Widerstandselement (1) befestigt ist, wobei das zweite Anschlußelement (3) im nicht eingebauten und nicht ausgelöteten Zustand in einer mit der Widerstandsachse gebildeten Ebene unter einem solchen spitzen Winkel von der Achse des Widerslandselementes (1) in gerader Richtung absteht, daß die durch die Lötperle (4) zwischen dem Anschlußelement (3) und dem Widerstandselement (1) vermittelte Haftfestigkeit größer ist als die Biegespannung des Anschlußelementes (3) im eingebauten Zustand, und daß das zweite Anschlußelement (3) erst zum Einbau in die gedruckte Schaltung in Richtung zum Widerstandselement (1) hin federnd soweit gebogen ist, bis der Rasterabstand erreicht ist (F i g. 1 und 2).

2. Elektrischer Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in einem Gehäuse (6) angeordnet ist und daß das Gehäuse (6) zwei zentrale Längskanäle (7a, 7b) aufweist, die sich im Mittelbereich überschneiden (F i g. 3 bis 8).

3. Elektrischer Widerstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Längskanal (7a) der Aufnahme des Widerstandselementes (1) und der zweite Längskanal (7b) zur Führung des federnden zweiten Anschlußelementes (3) dient.

4. Elektrischer Widerstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Längskanal (7b) vom Längskanal (7 a) einen solchen Abstand hat, daß das federnd gebogene zweite Anschlußelement (3) zum ersten Anschlußelement (2) parallel und in einem definierten Rasterabstand verläuft.

5. Elektrischer Widerstand nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längskanäle (7a, Tb) kreisrunde, eckige oder ovale Querschnittsform besitzen.

6. Elektrischer Widerstand nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Längskanal (7a) zur Aufnahme des Widerstandselementes (1) einen Schlitz (9) besitzt (Fig. 5).