DE2560553C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Miniaturstecksicherung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Gattung.

Ein derartiges Verfahren ist bereits bekannt (US-PS 37 75 724). Dabei wird für die Anschlußorgane der Stecksicherung von einem Metallband ausgegangen, bei dem zuerst eine Längssei­ te so weit ausgestanzt wird, daß den Zähnen eines Kammes entsprechend verbleibende Teile von dem Reststreifen ab­ stehen. Diese verbleibenden Teile werden bei dem vorbekann­ ten Verfahren an den frei stehenden Enden abgekröpft. An­ schließend werden die um 90° von der Längsrichtung des ver­ bleibenden Teils des Metallbandes abstehenden Teile etwa in der Mitte zwischen dem verbleibenden Restband und den abge­ kröpften freien Enden in Kunststoff eingebettet, und zwar derart, daß jeweils zwei benachbarte abstehende Teile einem aus dem Kunststoff bestehenden Isolierkörper zugeordnet wer­ den. Nach dieser mechanischen Verstärkung werden die inner­ halb des aus Kunststoff bestehenden, noch unvollständigen Isolierkörpers frei liegenden gekröpften Enden der verblie­ benen Metallbandteile mit einem auf andere Weise ausge­ stanzten und den Schmelzleiter bildenden Verbindungsteil kontaktiert, welcher sich als steifer Steg zwischen den abgekröpften und am Ende abgewinkelten freien Enden der Metallbandteile hinzieht. Nach dieser Kontaktierung folgt als weiterer Schritt das isolierende Umhüllen des Schmelz­ leiters und der innerhalb des Isolierkörpers befindlichen Teile der Anschlußorgane. Nach Fertigstellung dieses Aggre­ gates werden die aus dem Kunststoff-Isolierkörper abstehen­ den Teile der Anschlußorgane in einem weiteren Stanzschritt von dem verbliebenen Reststreifen des Metallbandes abge­ stanzt. Dieses Verfahren ist verhältnismäßig aufwendig, da es eine Fülle von Einzelschritten aufweist, welche vor allem an den Kontaktstellen zwischen den Anschlußorganen und dem Schmelzleiter viel Sorgfalt verlangen, damit dort eine gute elektrische und auch mechanische Verbindung her­ gestellt wird, um der Gefahr zu entgehen, daß bei Vervoll­ ständigen des Isolierkörpers solche elektrischen Kontakt­ stellen durch nachdrängenden Kunststoff beeinträchtigt wer­ den.

Darüber hinaus ist es bereits seit Jahrzehnten bekannt (DE-PS 4 69 935), Schmelzstreifensicherungen, welche aus plättchenförmigen Teilen bestehen und zwischen elektrische Anschlußklemmen, wie Schraubenklemmen, einzusetzen sind, aus einem aus dem Schmelzleiter bestehenden Metallstück aus­ zustanzen. Dabei wird Wert darauf gelegt, daß über den bei Überlastung durchschmelzenden Teil der Schmelzstreifen­ sicherung ausladende Teile freiliegend vorstehen. Diese freiliegenden Lappen dienen neben der Abführung von Wärme als Funkenableiter. Vor allem bei elektrischen Miniatur­ stecksicherungen sind solche Schmelzstreifensicherungen jedoch nicht ohne weiteres verwendbar.

Außerdem ist es auch bekannt (DE-GM 17 94 807), bandförmi­ ge Schmelzleiter für elektrische Sicherungen an einer be­ stimmten Stelle hinsichtlich ihrer Schichtdicke wesentlich zu vermindern. Diese Querschnittsverminderung erfolgt dabei vor allem durch Prägen und Schleifen sowie elektrolyti­ sches Abtragen im wesentlichen quer zur Längsrichtung des Streifens, wodurch Rillen bzw. Kerben gebildet werden. Hierdurch werden Stromverdrängungsverluste gegenüber sol­ chen bandförmigen Schmelzleitern elektrischer superflin­ ker Sicherungen herabgesetzt, welche durch Schlitzung oder Lochung einen verminderten Querschnitt aufweisen. Der­ artige Schmelzleiter sind jedoch per se nicht als elek­ trische Miniaturstecksicherungen anwendbar, sondern müssen erst mit Isolierkörpern versehen und mit Anschlußorganen kontaktiert werden, was ebenfalls eine größere Anzahl einzelner Verfahrensschritte verlangt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Gattung dahingehend zu vereinfa­ chen, daß die Herstellung nicht nur rationeller, sondern auch großtechnisch preiswerter gelingt, ohne daß elektri­ sche oder mechanische Probleme bei der Montage der Einzel­ teile und/oder bei der fertigen Stecksicherung auftreten.

Die Erfindung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet und in Un­ teransprüchen sind weitere Verbesserungen beansprucht.

Bei der Erfindung wird das aus Schmelzleitermetall be­ stehende Metallband im Bereich des Verbindungsteiles zur Dickenverminderung bearbeitet und zwar zweckmäßiger­ weise schon vor dem Ausstanzen des Zuschnittes.

Hierdurch ist eine genauere Steuerung der Ansprechge­ nauigkeit der Schmelzsicherung möglich, da der Bereich geringen Querschnitts einerseits durch ein Ausstanzen und andererseits durch insbesondere spanabhebende Bearbei­ tung in der Schichtdicke und Bereichsbreite auf das "Schmelzmaß" reduziert ist. Diese Dickenverminderung sollte zweckmäßigerweise vor dem Ausstanzschritt durch­ geführt werden, da hierdurch eine einfachere streifen­ artige Bearbeitung möglich ist, ohne daß sich Teile ver­ biegen und das Verbinden mit dem Isolierkörper erschweren.

Die Praxis hat ergeben, daß das erfindungsgemäße Verfah­ ren die obengenannte Aufgabe hervorragend löst. Es wer­ den nicht nur die Herstellungskosten wesentlich vermin­ dert, sondern es wird auch die Qualität der fertigen Miniatur-Schmelzsicherungen steckbarer Art praktisch ohne Ausschuß verbessert; die erfindungsgemäß hergestellten Miniaturstecksicherungen zeichnen sich durch hohe Betriebs­ sicherheit aus. Dabei können nicht nur verhältnismäßig hohe Ströme von beispielsweise 30 A, sondern auch geringe Ströme mit Genauigkeit abgesichert werden. Die Einstückig­ keit der stromleitenden Teile der Stecksicherung begünstigt diese Aufgabenlösung unabhängig davon, ob der gewisser­ maßen als "Gehäuse" für den Schmelzleiter und die mit diesem verbundenen Teile der Anschlußorgane dienende Isolierkörper selbst einstückig ist oder aus beispiels­ weise zwei miteinander verbundenen Gehäusehälften zu­ sammengesetzt ist, welche durch Schnappkontakte miteinan­ der verbunden werden.

Dadurch daß nicht nur die Anschlußorgane, sondern auch der steife Steg, welcher den den Schmelzleiter bildenden Verbindungsteil darstellt, aus dem gleichen Material des Zuschnitts ausgestanzt sind, wird einerseits die Verwen­ dung eines zusätzlichen Elements vermieden, andererseits aber überflüssig, daß ein zusätzlicher Verbindungsteil mit den innerhalb des Isolierkörpers anzuordnenden Tei­ len der Anschlußorgane erst verbunden werden müßte. Hier­ durch werden mechanische und elektrische Kontaktierungs­ schwierigkeiten, die manchmal auch erst beim Gebrauch der Miniaturstecksicherungen auftreten, vermieden, und wird zusätzlich eine Fülle von Einzelschritten, die bei dem gattungsgemäß eingangs genannten Verfahren notwendig waren, überflüssig.

Darüber hinaus ist auch das Verankern mit dem Isolier­ körper vereinfacht, da ein einteiliger Isolierkörper ver­ wendet werden kann, selbst wenn dieser in Vorfertigungs­ schritten aus zwei oder mehreren Stücken zusammengesetzt sein sollte.

Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung im folgenden näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einerseits den einteiligen Isolierkörper - im oberen Teil - und andererseits - im unteren Teil - den aus dem Zuschnitt gebildeten elek­ trisch leitfähigen Teil, welcher die beiden Anschlußorgane und den Schmelzleiter umfaßt;

Fig. 2 die steckbare Miniatursicherung nach dem Ver­ ankern des Isolierkörpers auf den Anschluß­ organen bzw. der Anschlußorgane im Isolier­ körper;

Fig. 3 im Teilquerschnitt den den Schmelzleiter bil­ denden Verbindungsteil in Richtung der Schnitt­ linien VIII-VIII von Fig. 1;

Fig. 4 schematisch die Verfahrensstufe, bei der ein Isolierkörper auf das Ende eines vorgestanzten Zuschnittbandes aufgesteckt ist; und

Fig. 5 die nächste Verfahrensstufe, bei der das vom Isolierkörper bedeckte Ende des Zuschnittes im Anschluß an die vom Isolierkörper abstehen­ den Teile der Anschlußorgane vom verbleibenden Rest des Zuschnitts abgetrennt sind.

Die gezeigte Stecksicherung besteht nur aus zwei Bau­ teilen, nämlich dem Stecksicherungselement 4, welches aus einem einzigen Stanzstück aus einem Band von Siche­ rungsmetall hergestellt ist, und aus einem als Gehäuse ausgebildetem Isolierkörper 6, welcher ein einstückiger, aus Kunststoff geformter Teil ist und einen Raum be­ grenzt, in welchem sich Abschnitte des Stecksicherungs­ elementes 4 erstrecken und auf geeignete Weise, vor­ zugsweise durch Kaltverkerben, befestigt werden.

Das Stecksicherungselement 4 hat Klemmen bildende blättchenartige Anschlußorgane 8, die sich im Abstand parallel von dem inneren oder unteren Rand des Isolier­ körpers 6 in eine Richtung erstrecken, die hier als nach unten oder nach innen gehend bezeichnet wird. Die Enden der die Klemmen bildenden Blattabschnitte, d. h. der Anschlußorgane 8 des Stecksicherungselementes 4, haben vorteilhafterweise eine Verjüngung 9, so daß zuge­ spitzte bzw. angefaste Endteile gebildet werden, welche leicht zwischen die gegenüberliegenden Wände der her­ kömmlichen, nicht gezeigten Federklemmen gleiten können, die in Öffnungen einer Sicherungstafel gehaltert sind. Die die Klemmen bildenden Blattabschnitte des Stecksicherungs­ elementes 4 haben nach innen gehende Flügel oder Vorsprünge 10, welche die Strombelastbarkeit anzeigen können, so daß die frei liegenden Teile der Anschlußorgane 8 ein massiveres Aussehen haben und dadurch erkennbar machen, daß die Siche­ rungsanordnung für eine relativ hohe Strombelastung, bei­ spielsweise im Bereich von 20 bis 30 A, vorgesehen ist. Die genaue Strombelastung ist durch die Beschriftung 13 auf den Außenwänden des Gehäuses angezeigt (Fig. 1). Wenn das Stecksicherungselement 4 für eine relativ niedrige Strom­ belastung, beispielsweise 5 bis 15 A, vorgesehen ist, wer­ den die Flügel 10 weggelassen, so daß der Benutzer sofort erkennt, daß das Stecksicherungselement 4 ohne Flügel für die Verwendung bei einer niedrigeren Strombelastung vorge­ sehen ist.

Das Stecksicherungselement 4 wird aus einem Band bzw. Zu­ schnitt 4′ aus Sicherungsmetall (Fig. 4, 5) gestanzt. Vor dem Abtrennen des Stecksicherungselementes 4 von dem Band sind die Flügel 10 noch miteinander verbunden, so daß sie für das Band einen verstärkenden Steg 10′ bilden. Von die­ sem wird ein schmales Materialstück zur Bildung der die Klemmen bildenden Anschlußorgane 8 und eines Spaltes 12 dazwischen gestanzt. Die Verjüngungen 9 werden durch nicht gezeigte Gesenke während des Abtrennvorgangs des Steck­ sicherungselementes 4 vom Zuschnitt 4′ ausgebildet.

Die Anschlußorgane 8 haben stromführende Fortsätze 14, die in den vorstehend genannten, von dem Gehäuse gebil­ deten Raum vorstehen. Sie stehen so weit in das obere oder äußere Ende des gehäuseartigen Isolierkörpers 6 vor, daß sie sich in der Nähe der Vorder- oder Außenwand des Gehäuses befinden. Die äußeren Endabschnitte der strom­ führenden Fortsätze 14 sind durch ein die Sicherung bil­ dendes Verbindungsteil (Steg, Verbindungsabschnitt, Schmelzleitersteg) 20 verbunden, welches vorzugsweise sowohl in der Breite schmaler als auch in der Stärke ge­ ringer ist als die anderen stromführenden Teile des Steck­ sicherungselementes 4. Die Strombelastbarkeit des die Sicherung bildenden Verbindungsteils 20 kann dadurch ge­ ändert werden, daß die Zusammensetzung des Sicherungs­ metalls oder die Breite und/oder Stärke des die Sicherung bildenden Verbindungsteils 20 geändert werden. Bei der speziellen Gestalt des Stecksicherungselementes 4, die in den Zeichnungen gezeigt ist, schließen sich die strom­ führenden Fortsätze 14 an den die Sicherung bildenden Ver­ bindungsteil 20 des Stecksicherungselementes 4 über sich verjüngende Teile 22 an. Alle Teile des Stecksicherungs­ elementes sind im wesentlichen planparallel, so daß für die Herstellung des Elementes keine Biegevorgänge nötig sind.

Es hat sich gezeigt, daß eine Reduzierung der Stärke des Metalls des die Sicherung bildenden Verbindungsteils 20 vorzugsweise durch einen Fräsvorgang erreichbar ist, bei welchem das Metall auf einer Seite weggefräst wird, so daß eine insgesamt gekrümmte Vertiefung 24 (Fig. 3) ge­ bildet wird. Die äußeren Teile 24 a dieser Vertiefung 24 stellen die gefrästen Flächen dar. Der abgeflachte Zwi­ schenabschnitt 24 b der Vertiefung 24 wird durch Drücken oder Pressen des Metalls erreicht, wodurch dessen Stärke weiter verringert wird. Bei einer Ausführungsform eines Stecksicherungselementes 4 wird beispielsweise die Stärke des Sicherungsmetalls ausgehend von einer anfänglichen Stärke von 0,69 mm durch Fräsen auf etwa 0,13 mm verringert. Eine weitere Reduzierung von 0,05 mm wird durch einen Preß­ vorgang erreicht, so daß man schließlich eine minimale Stärke des die Sicherung bildenden Verbindungsabschnittes 20 von 0,077 mm erhält. Natürlich hängt die genaue Stärke des Sicherungsmetalls von seiner Zusammensetzung, der Breite des die Sicherung bildenden Steges bzw. Verbindungs­ abschnittes 20 und der gewünschten Strombelastung der Siche­ rung ab.

Aus Sicherheitsgründen ist das Stecksicherungselement 4 mit dem Gehäuse umgeben. Für diesen Zweck und aus den nach­ stehenden Gründen sind die äußeren Endteile der Fortsätze 14 mit nach außen und nach oben vorstehenden Zungen 18 für die Herstellung eines Kontaktes mit Prüfsonden versehen, um den Durchgang des die Sicherung bildenden Verbindungs­ abschnittes 20 zu prüfen. Zur Verankerung des Stecksiche­ rungselementes 4 im Gehäuse werden Verankerungsöffnungen 26 bzw. 28 in den Fortsätzen 14 vorgesehen, um die Ver­ ankerungsvorsprünge 52, 54 der Gehäusewände aufzunehmen.

Obwohl das Gehäuse bzw. der Isolierkörper 6 aus zwei ge­ trennten Teilen hergestellt werden kann, die durch eine Halterung mit Schnappsitz zusammengehalten werden, be­ nutzt man vorteilhafterweise ein in einem Stück geformtes Teil. Vorzugsweise erhält man ein Gehäuse mit einer schma­ len, langgestreckten Form durch relativ nahe beieinander­ liegende Seitenwände mit Endteilen 30 a, die noch näher beieinanderliegen als die Mittelteile oder Zwischenteile 30 b. Die Seitenwände sind an ihren Stirnrändern durch schmale Wandteile 34 und an ihren äußeren oder oberen Rän­ dern durch eine äußere Wand 38 verbunden, die über das übrige Gehäuse hinaussteht und an den Längsenden der äußeren Wand 38 nach unten weisende Schultern 40 und an den in Längsrichtung verlaufenden Seitenrändern des Ge­ häuses nach unten weisende Schultern 40′ bildet. Diese sind planparallele Fortsätze der Schultern 40 an den En­ den des Gehäuses.

In der äußeren Wand 38 sind abgrenzend an die gegenüber­ liegenden Endteile ausgerichtet zu den Stellen der Zun­ gen 18 des Stecksicherungselementes 4 für die Aufnahme der Prüfsonde Öffnungen 42 für den Zugang zu den Klemmen vor­ gesehen. Die Wände der Öffnungen 42 für den Zugang zu den Klemmen verjüngen sich nach unten zu einer Innenabmessung hin, welche etwa der Breite der Zungen 18 für die Aufnahme der Prüfsonde entspricht, so daß die Prüfsonden in Kontakt mit den Zungen 18 geführt werden können. Die Öffnungen 42 für den Zugang zu den Klemmen sind somit mit dem Aufnahme­ raum für das Stecksicherungselement 4 in dem Gehäuse ver­ bunden. Die Teile 44 dieses Raums unmittelbar unter den Zugangsöffnungen 42 sind relativ klein wegen des geringen Abstands der Seitenwandteile 30 a, des Gehäuses an diesen Stellen. Die Breite der Teile 44 nimmt vom unteren offe­ nen Ende 48 des Gehäuses nach oben zu den Öffnungen 42 ab und erreicht eine enge bzw. schmale Abmessung, die etwa gleich der Stärke des Stecksicherungselementes 4 ist. An den Innenrändern der Öffnungen 42 für den Zugang zu den Klemmen ist die obere Wand 38 mit sich nach unten erstrecken­ den Einfassungen 46 versehen, die als Schirmwände wirken und verhindern, daß weggeschleudertes Sicherungsmaterial in die Öffnungen 42 für den Zugang zu den Klemmen gelangen kann.

Diese Einfassungen 46 wirken auch als Anschlag oder als Anschlagschultern für die stromführenden Fortsätze 14 der Anschlußorgane 8.

Der die Sicherung bildende Verbindungsabschnitt 20 des Sicherungselementes 4 ist in einem relativ breiten Teil 44′ des Gehäuseinneren angeordnet, so daß eine freie Luft­ zirkulation um den Mittelteil des Steges 20 gewähr­ leistet ist, welcher den Teil bildet, der bei einem über­ mäßigen Stromfluß zuerst schmilzt. Auf diese Weise wird eine Wärmespeicherung verhindert, die sonst den Strom, bei welchem die Sicherung durchbrennt, nachteilig beeinflussen würde.

Die schmalen und breiten Teile 44 und 44′ des Raums im Ge­ häuse sind zum Boden des Gehäuses in ihrer vollen Er­ streckung über eine Eintrittsöffnung 48 hin offen. Die Öff­ nung 48 ermöglicht das Drücken des Gehäuses über den End­ abschnitt des vorgestanzten und gefrästen Zuschnitts 4′, aus welchem ein vollständiges Sicherungselement unmittel­ bar nach dem Befestigen des Isolierkörpers 6 an dem Zu­ schnittsende gestanzt wird.

Der Isolierkörper 6 ist vorzugsweise ein Formteil aus transparentem Kunststoff, so daß der die Sicherung bil­ dende Schmelzleitersteg 20 durch den Zwischenabschnitt der äußeren Wand 38 leicht sichtbar ist, gegenüber der der die Sicherung bildende Verbindungsabschnitt 20 sich zwar in einem Abstand, jedoch relativ nahe befindet. Das Ge­ häuse besteht vorzugsweise aus transparentem Hochtempe­ ratur-Polyamid.

Obwohl das Innere des Gehäuses mit elastischen Vorsprüngen versehen werden kann, die in die Verankerungsöffnungen 26 und 28 im Stecksicherungselement 4 einschnappen, wird be­ vorzugt das Gehäuse dadurch befestigt, daß durch eine Kaltverkerbung, durch Ultraschallschmelzung oder durch andere Methoden Vorsprünge 52, 54 ausgebildet werden, die in die Verankerungsöffnungen 26, 28 des Stecksicherungsele­ mentes 4 eindringen. Die Vertiefungen 56 und 58, die in­ folge des Kerbungsvorganges bleiben, sind in der Seiten­ wand 30 gezeigt.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen eine äußerst zuverlässige und betriebssichere kompakte sowie billig herzustellende Miniatur-Stecksicherung, die in geeignete, nahe beieinanderliegende Federklemmenbuch­ sen an einem Sicherungsbrett auf einfache Weise eingesetzt und wieder daraus entfernt werden kann, indem die Schul­ tern 40 an den Längsenden des Gehäuses ergriffen werden. Das transparente Material, aus dem das Gehäuse herge­ stellt ist, bildet ein zweckmäßiges Fenster in der äußeren Wand, durch welches der die Sicherung bildende Schmelz­ leiter des Stecksicherungselementes gesehen werden kann, wenn die Stecksicherungsanordnung in das Sicherungsbrett eingesteckt ist. Die Öffnungen für den Zugang zu den Klemmen ermöglichen die Prüfung des Durchganges der Siche­ rung mit einem Prüfgerät, wenn sich der Benutzer nicht nur auf eine optische Betrachtung des die Sicherung bil­ denden Verbindungsabschnittes der Sicherung verlassen will.

Claims (5)

1. Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Miniatur-Steck­ sicherung, die ein Steckelement aufweist, das mit Anschluß­ organen und mit einem den Schmelzleiter bildenden Verbindungs­ teil zwischen den Anschlußorganen versehen ist, bei dem

• a) aus einem Metallband ein Zuschnitt so ausgestanzt wird, daß ein Paar Anschlußorgane entsteht, welche durch den den Schmelzleiter bildenden Verbindungsteil verbunden sind,
• b) auf dem Zuschnitt ein eine steife Verbindung bildender Isolierkörper zwischen den Anschlußorganen verankert wird,

dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschnitt im Bereich des Verbindungsteiles zur Vermin­ derung der Dicke spanabhebend und/oder spanlos bearbeitet wird, ehe der den Schmelzleiter bildende Verbindungsteil derart aus diesem ausgestanzt wird, daß der Verbindungsteil aus diesem in der Dicke verminderten Bereich gebildet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spanabhebende Bearbeitung durch Fräsen vorge­ nommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die spanabhebende Bearbeitung durch Schleifen vor­ genommen wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die spanabhebende und/oder spanlose Bearbeitung des Verbindungsteiles vor dem Ausstanzen vorgenommen wird.