DE2551627A1

DE2551627A1 - Schmelzleiter fuer traege elektrische schmelzsicherungen

Info

Publication number: DE2551627A1
Application number: DE19752551627
Authority: DE
Inventors: Hans-F Dipl Ing Borchart
Original assignee: BORCHART HANS F DIPL ING
Current assignee: BORCHART HANS F DIPL ING
Priority date: 1975-11-18
Filing date: 1975-11-18
Publication date: 1977-06-02

Description

Schmelzleiter für träge elektrische Schmelzsicherungen
Xchmelzleiter für träge Sicherungen beruhen in bekannter diese auf dem Legierungsprinzip eines elektrisch gut leitenden Grundmaterials, z.B. silber oder Kupfer, mit einer mit diesen Material sich bei steigenden imperaturen immer rascher legierender Auflage aus z.B. Zinn oder einer Zinn-Bleilegierung. Der Legierungsvorgang bewirkt eine Widerstandserhöhung an der Durchdringungsstelle von Schmelzleiter und Legierungsmaterial und damit eine stärkere Erwärmung an dieser Stelle, die bis zum Trennen des Schmelzleiters bei einem entsprechenden Strom führt. Das Verhältnis Strom zur Abschaltzeit ist bei einem bestimmten Grund-!material von der Art und Menge des Legierungsmaterials abhängig. Bei der üblichen Aufbringung mittels Lötkolben oder Flamme lässt sich die Menge nicht exakt dosieren, und damit werden Schwankungen der Strom-Zeit-Kennlinie verursacht.
Durch die Erwärmung während des Lötvorganges erfolgt bereits eine Vorlegierung, die die Strom-Zeit-Kennlinie ungewollt und auch undefinierbar beeinflusst. Wird die Legierung auf der ganzen Länge des Schmelzleiters galvanisch aufgebracht und in der Dicke genau bestimmt, erfolgt auch auf der ganzen Länge eine Legierung. Einige Forderungen bezüglich der zulässigen Widerstandsänderung nach einer vorgeschriebenen Zyklusbelastung sind mit dieser Ausführung nur schwierig oder überhaupt nicht zu erfüllen. Das maschinelle Einziehen eines Schmelzleiters mit einer kugelförmigen Lötstelle auf dem Schmelzleiter durch die Bohrung in den beiderseitigen Kontaktkappen der Sicherung wird durch diese verhindert0 Weiter ist bekannt, träge Schmelzeinsätze durch Verbinden zweier Drähte mittels einer Lötperle herzustellen, wobei die Lötstelle unter Zug gesetzt wird. Die Lötperle erwärmt sich durch den Fehlerstrom, wird flüssig und trennt den Schmelzleiter, wobei der Trennvorgang durch ein oder zwei Zugfedern unterstützt wird. Die Kennlinie ist auch hier wiederum von der Grösse der Lotkugel, sowie der Länge der beiden Leiterenden, die von dem Lotmaterial bedeckt werden, und in gewissem Umfang auch von der Zugkraft der Feder abhängig. Die Grösse der Lotkugel und die Länge der Schmelzleiterenden innerhalb der Lotkugel lassen sich bei der Fertigung mittels Lötkolben oder Flamme schwer beeinflussen. Ungünstig für die Lebensdauer des Schmelzeinsatzes ist die unter Federzug stehende Lötstelle. Ein weiterer Nachteil dieser Konstruktion ist die gEringe Erschütterungsfestigkeit. Eine maschinelle Hon tage in ein Gehäuse ist wie bei der erstgenannten Ausführungsart ebenfalls nicht möglich.
Die nachstehend beschriebene Erfindung vermeidet diese Nachteile, ermöglicht eine maschinelle Fertigung des Schmelzleiters und auch ein maschinelles Einziehen des Schmelzleiters in ein Gehäuse. Die Lösung besteht darin, dass der ScIimelzleiter an den Stellen, an denen keine Legierung erfolgen soll, mit einem Material überzogen wird, das mit dem Legierungsmaterial nicht legiert. Die Stelle, an der eine Legierung erfolgen soll, wird von diesem Material freigehalten.
Das Aufbringen dieser sogenannten Sperrschicht kann galvanisch oder auch chemisch erfolgen, wobei Länge und Lage auf dem Schmelzleiter genau bestimmt werden können. Das Legierungsmaterial, z.B. Zinn oder eine Zinnblei-Legierung, wird galvanisch aufgebracht, wobei die Menge genau vorherbestimmt werden kann. Da die Aufbringung kalt erfolgt, wird eine Vorlegierung vermieden. Die Legierungsauflage ist bei diesem Verfahren in den Abmessungen und damit in der Menge genau zu dosieren. Es handelt sich auch nicht um ein kugelförmiges Gebilde, sondern um eine dem Schmelzleiter adäquate Form, die bei einer maschinellen Montage nicht stört. Die Sperrschicht kann unter Freilassung der Legierungsstelle über den ganzen Schmelzleiter erfolgen oder auch nur auf einem bestiiimten Teil. Die Dicke muss wenigstens so gross sein, dass ein Durchlegieren des Legierungsmaterials durch die Spsrzschicht verhindert wird, kann aber darüber hinaus dicker gemacht werden. Durch eine dickerer Sperrschicht wird die Wärmekapazität des Schmelzleiters erhöht, die Sicherung wird träger. Es ist zweckmässig, hierfür ein Material mit hoher spezifischer Wärme zu verwenden; es kann ein elektrisch leitendes oder auch ein elektrisch nicht leitendes Material sein. Die Trägheit wird bei dieser Ausführung durch zwei Faktoren bestimmt, durch Art und Grösse des Legierungsmaterials und durch die Art und Grösse der Sperrschicht. Lfird das Legierungsmaterial nicht nur an der Legierungsstelle aufgebracht, sondern auch über die Sperrschicht, so wirkt es ebenfalls in Richtung einer träger arbeitenden Sicherung.
Weiter kann die Sperrschicht den ganzen Schmelzleiter umgeben. Die Auflage wird dann so dünn gehalten, dass ein Hindurchdiffundieren des darüber liegenden Legierungsmaterials in das Grundmaterial noch möglich ist.
In den Bilder 1 und 2 sind zwei Beispiele des Erfindungsgedankens dargestellt. Bild 1 zeigt einen Schmelzleiterdraht 1, der in der Mitte mit einer Trennschicht 2 überzogen ist. Diese Schicht hat auf dem ganzen Umfang eine Unterbrechungsstelle von der Länge 1?"a". An dieser Sollegierungsstelle wird das Legierungsmaterial aufgebracht, und zwar so, dass der Zwischenraum "a" völlig ausgefüllt ist, und die Menge den gewünschten Effekt hinsichtlich der Abschaltcharakteristik bringt.
Bild 2 zeigt eine weitere Ausführung. Hier ist die Trennschicht 2 auf der ganzen Länge des Schmelzleiters 1 - mit einer freien Stelle in der Mitte des Schmelzleiters von der Breite "a" - aufgebracht. Das Legierungsmaterial 2 ist ebenfalls über die ganze Schmelzleiterlänge verteilt. Bei dieser Ausführung wird die wärmespeichernde Masse des Schmelzleiters vergrössert, und zwar durch die Masse der Trennschicht 2 und die Masse des Legierungsmaterials 3.
Als Trennschicht bei Silber- oder Kupferschmelzleiter kommt z.B. eine Nickelauflage infrage, die galvanisch aufgebracht wird. Die Verwendung einer elektrisch nichtleitenden Schicht ist ebenfalls möglich. Die Aufbringung dieser kann durch Aufdampfen oder Aufspritzen erfolgen. Durch die Wahl des Materials und durch die Dicke der Schicht wird auch hier die Abschalt charakteristik des Schmelzleiters beeinflusst.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche S xchmelzleiter für träge elektrische Sicherungen zur maschineu lein Fertigung und für ein maschinelles Einziehen des Schmelzleiters in ein Gehäuse geeignet, dadurch geken.nzeichnet, dass der Schmelzleiter (1) mit einer Trennschicht (2) - unter Freilassung einer Sollegierungsstelle - überzogen wird, die mit dem Legierungsmaterial (3)nicht legiert
2. Schmelzleiter für träge elektrische Sicherungen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (2) aus einem elektrisch leitenden oder elektrisch nicht leitendematerial besteht.
3. Schmelzleiter für träge elektrische Sicherungen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung der Trägheit des Schmelzleiters (1) die Dicke der Trennschicht (2) verändert wird.
4. Schmelzleiter für träge elektrische Sicherungen nach Anspruchl dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (2) über die ganze Länge des Schmelzleiters (1) verteilt wird.
5. Schmelzleiter für träge elektrische Sicherungen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (2) tl) über die ganze Länge des Schmelzleiters verteilt wird und die Dicke so bemessen wird, dass ein auf der Trennschicht (2) aufgebrachtes Legierungsmaterial (3) durch die Trennschicht (2) in den Schmelzleiter (1) verzögert eindiffundieren kann.
6. Schmelzleiter für träge elektrische Sicherungen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass Materialien unterschiedlicher spezifischer wärme für die Trennschicht benutzt werden.