DE3035665A1 - Flinke schmelzsicherung - Google Patents

Description

10908/H/Mü/ga

Flinke Schmelzsicherung

Die Erfindung betrifft eine flinke Schmelzsicherung, die hohe Zuverlässigkeit, thermische Stabilität und große Stromabschaltleistung haben soll.

Es werden derzeit zum Absichern unterschiedlicher elektrischer und elektronischer Schaltkreise verschiedenste Schmelzsicherungen verwendet. Eine Grundaufgabe der Schmelzsicherung besteht darin, diese Schaltkreise vor Beschädigung oder Zerstörung zu schützen, wenn ein Überlaststrom durch die Schaltung fließt, d. h. ein Strom, der den Nennstrom der Sicherung überschreitet. Um eine solche Beschädigung oder Zerstörung zu vermeiden, müssen die Sicherungen sehr schnell ansprechen und den Überlaststrom sofort unterbrechen. Je schneller die Unterbrechung erfolgt, desto wirksamer ist die Sicherung bei diesem Zustand.

Es sind verschiedene flinke Schmelzsicherungen bekannt, und einige von ihnen sind als Schutzelemente für verschiedene elektrische Schaltkreise in Verwendung. Diese Sicherungen sind häufig so aufgebaut, daß das Schmelzelement zwischen den beiden elektrisch leitenden Anschlüssen ausgestreckt ist. Oft sind diese Sicherungen aber für sehr kleine Ströme bemessen, so daß das Schmelzelement keine ausreichende mechanische Festigkeit für die große Stützweite im Gehäuse oder in der Kapsel besitzt. Bei einer in der US-PS 2 577 405 beschriebenen Schmelzsicherung erhitzt sich das Schmelzelement bei Durchgang des Überlaststromes, was zu einer Verlängerung infolge Wärmedehnung und damit Ausbiegung führt, bis das Schmelzelement mit dem Gehäuse oder der Kapsel in Berührung kommt,

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was dann eine Verfälschung des Nennstromwertes der Sicherung zur Folge hat. Damit dies nicht geschieht, sind brückenförmige Schutzglieder vorgesehen, die einerseits die Schmelzelemente abstützen und andererseits verhindern, daß sie mit der Gehäuseinnenwand in Berührung kommen. Jedoch sind aus Gründen, die in der Patentschrift erörtert sind, diese Brücken nicht voll zufriedenstellend, so daß von dem Patentinhaber eine Sicherung für elektrische Schaltungen beschrieben wird, die einen starren Träger aufweist, der direkt das Schmelzelement trägt, wobei dieser Träger eine leitfähige Beschichtung an jedem Ende aufweist, an der die Enden des Schmelzelementes befestigt werden können. Die dort verwendete leitfähige Beschichtung besteht aus einer mit dem starren Träger fest verbundenen ersten Silberbeschichtung und einer auf dieser Silberbeschichtung haftenden Kupferbeschichtung. Die erste Beschichtung wird gewöhnlich so aufgebracht, daß eine leitfähige Lötung aus Silber auf den starren Träger aufgepinselt wird, und die zweite Beschichtung wird gewöhnlich so gebildet, daß der silberbeschichtete starre Träger in eine kolloidale Kupfersuspension eingetaucht wird. Es läßt sich denken, daß der Aufwand hierbei sehr mühevoll ist, um die leitfähigen Beschichtungen auf den starren Trägern auszubilden, und daß die Herstellung nicht wirtschaftlich ist. Darüber hinaus ist das Schmelzelement unter einem Winkel zur Längsachse der Sicherung ausgespannt, was bei der Herstellung nochmals Umstände bereitet.

In der japanischen Patentschrift Nr. 41-17949 ist eine Schmelzsicherung beschrieben, bei der eine Basis aus einem isolierenden Basisteil und zwei elektrisch leitfähigen Anschlüssen besteht, von denen der eine an der einen Seite des isolierenden Basisteils und der zweite an der anderen Seite festgeklebt sind. Durch die Mitte des isolierenden Basisteils ist ein kleines Loch hindurchgestoßen, durch das das Schmelzelement hindurchgeführt

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ist. Auch diese Sicherungen sind schwierig herzustellen und vermeiden nicht zu voller Zufriedenheit die vorgenannten Mangel.

Mit der Erfindung wird eine weitere Verbesserung in der Herstellung und im Betrieb flinker Schmelzsicherungen geschaffen, wodurch die beschriebenen Schwierigkeiten überwunden werden,und die eine höhere Stromabschaltleistung besitzt. Die neu geschaffene Sicherung für elektrische Stromkreise weist als flinke Sicherung stabile und zuverlässige Kenngrößen auf. Sie läßt sich sehr gut in Massenproduktion herstellen. Eine ihrer Eigenarten besteht darin, daß das Schmelzelement ausgestreckt zwischen zwei leitenden Anschlüssen der Schmelzsicherung befestigt ist und daß auf diese Weise hohe Zuverlässigkeit und thermische Stabilität erzielt werden.

Die Lösung vorstehender Ziele erfolgt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches. Danach wird zum Schutz elektrischer Schaltkreise eine flinke Schmelzsicherung geschaffen, die erhöhte Stabilität, Zuverlässigkeit und Lichtbogenlöscheigenschaften aufgrund der Besonderheit in Konstruktion und Wirkungsweise hat. Sie besitzt einen Schmelzsicherungsbasisteil, der aus einem isolierenden Plastikwerkstoff (z.B. eine Phenolplatte) und einem daran haftenden leitenden Metall (z.B. Kupfer) als Beschichtung besteht. Der Sicherungsbasisteil weist einen breiteren Mittelabschnitt auf, der sich nach beiden Seiten in abstehende Arme ausbreitet, die mit ihren Enden an Endkappen festgelötet sind, welche die Sicherungskapsel verschließen, wenn das Basisteil in der Kapsel untergebracht ist. Im Mittelabschnitt des Sicherungsbasisteils befindet sich ein im wesentlichen elliptisches Loch, und die Metallbeschichtung ist zum Teil von der Oberfläche der isolierenden Platte weggeätzt, wobei sich der weggeätzte Bereich in der Umgebung des

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elliptischen Loches befindet, so daß ein Paar einander mit Abstand gegenüberstehender leitender Anschlüsse entsteht. In jedem Ende der leitenden Anschlüsse ist nahe den ausgeätzten Flächen eine Rille ausgebildet, und ein Schmelzelement erstreckt sich zwischen den beiden Rillen über das elliptische Loch hinweg.

Im Bereich jeder Rille ist eine Lötmittelvertiefung für ein sicheres Verlöten der Enden des Schmelzelementes, die in den Rillen eingebettet sind, vorgesehen.

Aufgrund der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schmelzsicherung in perspektivischer Ansicht;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Schmelzsicherungsbasisteil aus der Sicherung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Basisteil nach der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 einen weiteren Schnitt durch das Basisteil nach der Linie 4-4 in Fig. 2;

Fig. 5 eine Draufsicht auf das Basisteil mit zwischen den Anschlüssen sich erstreckendem Schmelzelement;

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 5.

Die Schmelzsicherung weist ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Basisteil auf, das sich innerhalb einer isolierenden Schmelzsicherungskapsel, etwa einem Glasröhrchen 3, befindet, das an beiden Enden mittels Endkappen 5, 5¹ verschlossen ist, wie es die Fig. 1 zeigt. Das Basisteil 1 ist näher in Fig. 2 dargestellt. Es besitzt einen breiteren Mittel-

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abschnitt 7, der im wesentlichen sechseckig oder polygonal ist und sich an seinen schmäleren Seiten in zwei abstehenden Armen 9, 9' fortsetzt, die an ihren Enden 11, 11' wiederum verjüngt sein können, wo sie mit den Endkappen 5, 5' verlötet sind, wenn das Basisteil in die Kapsel 3 eingesetzt ist.

Vorzugsweise besteht das Basisteil 1 aus einer isolierenden Platte 13, die z. B. aus Phenolharz hergestellt sein kann, so daß sie die beim Stromdurchgang entstehende Wärme verträgt. Die Platte ist mit einer Kupferschicht 15 oder auch mit einer Schicht eines anderen Metalls bedeckt. Diese Kupferschicht 15 kann mit der isolierenden Phenolharzplatte 13 verklebt sein, oder die Beschichtung kann mit anderen bekannten Verfahren erfolgen, so daß die leitende Metallschicht fest auf der isolierenden Platte haftet. Es versteht sich, daß der Aufbau des Basisteils sich gut zur Massenherstellung eignet.

Der Mittelabschnitt 7 ist von einem im wesentlichen elliptischen Loch 17 durchsetzt (Figuren 2 und 5), das gestanzt oder gebohrt sein kann und in der Mitte des Mittelabschnitts liegt, und die Kupferplatte 15 ist in Teilen bei 19, 19' bis zur Oberfläche der isolierenden Platte 13 weggeätzt. Durch das Wegätzen von Teilen der Kupferplatte 15 und das Anbringen des Loches 17 ist das Basisteil mit einem Paar einander mit Abstand gegenüberstehender leitender Anschlüsse 21, 21' ausgestattet. In den leitenden Anschlüssen 21, 21' befinden sich einander gegenüberstehende Rillen 22, 22' nahe den weggeätzten Bereichen 19, 19", die zur festen Anbringung eines Schmelzelementes 25 dienen, das sich zwischen den beiden Anschlüssen über das elliptische Loch 17 hinweg erstreckt. Lötmittel aufnehmende Vertiefungen 27, 27' sind im Bereich der Rillen 22, 22' angebracht, damit die Enden des Schmelzelementes 25, die den elektrischen Stromkreis innerhalb der Schmelzsicherung schließen, eingelötet werden können.

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Vorzugsweise ist die Querschnittsfläche der Rillen 22, 22' größer als die Querschnittsfläche des Schmelzelementes 25, so daß die Enden des Schmelzelementes in die Rillen eingesetzt oder eingebettet werden können.

Die Lötmittel aufnehmenden Vertiefungen oder Aussparungen werden mit einem Lötmaterial 23,23' gefüllt, das nicht nur dazu dient, den elektrischen Stromkreis in der Schmelzsicherung zu schließen, sondern zusätzlich eine sichere Verlötung zu gewährleisten, so daß an den Lötstellen ein konstanter Wert von thermischer Kapazität besteht.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, ist eine Schmelzsicherung geschaffen, die bisher üblichen Sicherungen überlegen ist. Dabei erlauben die Grundgedanken der Erfindung Abweichungen von den Einzelheiten des beschriebenen Ausführungsbeispiels.

Zusammenfassend wird mit der Erfindung eine flinke Schmelzsicherung geschaffen, die einen in einer isolierenden Kapsel enthaltenen Basisteil aufweist. Der Basisteil besteht aus einer unteren isolierenden Plastikplatte (Phenolharz) und einer oberen leitenden Metallplatte (Kupfer), die fest mit der unteren Platte verbunden ist. Das Basisteil weist einen breiteren Mittelabschnitt auf, der im wesentlichen sechseckig oder polygonal ist und sich an seinen beiden schmäleren Enden in abstehenden Armen fortsetzt, deren freie Enden mit Endkappen verlötet sind, mit denen die Kapsel verschlossen ist, wenn das Basisteil darin eingesetzt ist. Der Mittelabschnitt des Basisteils ist von einem elliptischen Loch durchbrochen, und die obere Metallplatte ist zum Teil um das Loch herum so weggeätzt, daß ein Paar einander mit Abstand gegenüberstehender leitender Anschlüsse entsteht. Ein Paar gegenüberliegender Rillen ist in den Enden der leitenden Anschlüsse angeordnet, und ein Schmelzelement spannt sich zwischen den Rillen über das elliptische Loch.

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Eine Lötmittelvertiefung im Bereich jeder Rille sorgt dafür, daß die Enden des Schmelzelementes ausreichend verlötet sind.

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-AO-

Leerseite

Claims (4)

1. Patentanwälte

   Dr. Dieter ν. Bezold

   Dipl.-Ing. Peter Schütz

   Dipl.-ing. Wolfgang Heusler

   8 Mündler. So, Postfach 860260

   10908/H/Mü/ga

   San-0 Industrial Co., Ltd., 6-TO-3 Shinbashi, Minato-Ku, Tokyo , Japan

   Flinke Schmelzsicherung PATENTANSPRÜCHE

   Flinke Schmelzsicherung mit einem Sicherungsbasis-

   körper, der von einer isolierenden Kapsel umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Basiskörper (1) aus einer unteren isolierenden Plastikschicht (13) und einer oberen leitenden Metallschicht (15) besteht, die auf die untere Plastikschicht (13) aufgeklebt ist, daß der Basiskörper (1) einerr verbreiterten Mittelabschnitt (7) mit einem im wesentlichen elliptischen Loch (17) versehen ist und in seitwärts abstehende Arme zu beiden Seiten (9,9') übergeht, die mit ihren Enden (11,11') mit Endkappen (5,5') verlötet sind, welche die Enden der isolierenden Kapsel verschließen, und daß die Metallschicht (15) in der Umgebung des Loches (17) zum Teil weggeätzt ist und ein Paar einander mit Abstand gegenüberstehender leitender Anschlüsse (21,21') bildet, in denen einander gegenüberstehende Rillen (22,22') angeordnet sind, die durch ein das Loch (17) überspannendes Schmelzelement (25) miteinander verbunden sind.

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2. 2. Schmelzsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Anschluß (21,21') eine Lot aufnehmende Vertiefung (27,27') im Bereich der Rillen (22,22') für das Verlöten der Enden des Schmelzelementes (25) ausgebildet ist·.
3. 3. Schmelzsicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Schicht (13) des Sicherungsbasiskörpers (1) aus Phenolharz und die obere Schicht (15) aus Kupfer besteht.
4. 4. Schmelzsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Nuten (22) größer als die Querschnittsfläche des Schmelzelementes (25) ist und daß das Schmelzelement (25) in den Nuten (22) befestigt ist.

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