DE3825897A1 - MELT LOCK WITH SPRING ARM - Google Patents

MELT LOCK WITH SPRING ARM

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Description

Die Erfindung geht aus von einer an einem Schaltungssubstrat fixierbaren Schmelzsicherung mit wenigstens einem unter Vorspannung mit einer Kontaktfläche des Schaltungssub­ strates verlötbaren Federarm.The invention is based on one on a circuit substrate fixable fuse with at least one under Bias with a contact surface of the circuit sub strates solderable spring arm.

Solche Sicherungen werden benötigt, um Schaltungsteile ins­ besondere von Schichtschaltungen, wie z. B. Schichtwider­ stände, vor thermischer Überlastung zu schützen. Zu diesem Zweck wird die Kontaktfläche des Substrates, mit der der Federarm verlötet ist, so angeordnet, daß zwischen dem gegen thermische Überlastung zu sichernden Schaltungsteil der Schichtschaltung und dem zur Verbindung des Federar­ mes mit der Kontaktfläche verwendeten Lot ein möglichst guter Wärmekontakt vorhanden ist. Bei geeigneter Wahl des Lotes erweicht das Lot, bevor der zu schützende Schaltungs­ teil durch Überhitzung Schaden nehmen kann. Der vorgespann­ te Federarm kommt dadurch frei und kann eine elektrische Verbindung zwischen der Kontaktfläche und dem Federarm unterbrechen, indem er den Bereich der Kontaktfläche ver­ läßt.Such fuses are required to insure circuit parts special of layer circuits, such as. B. shift resistance to protect against thermal overload. To this The purpose is the contact surface of the substrate with which the Spring arm is soldered, arranged so that between the Circuit part to be protected against thermal overload the shift circuit and that for connecting the Federar with the solder used with the contact surface if possible good thermal contact is present. With a suitable choice of Solder softens the solder before the circuit to be protected can be damaged by overheating. The leader This releases the spring arm and can be an electrical one Connection between the contact surface and the spring arm interrupt by verifying the area of the contact surface leaves.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Schmelzsiche­ rung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie unkompliziert gehandhabt und auf einfache Weise in eine Substratschaltung eingelötet werden kann.The object of the present invention is to provide a fuse tion of the type mentioned in such a way that they uncomplicated to handle and easily in one Substrate circuit can be soldered.

Erfindungsgemäß ergibt sich die Lösung dieser Aufgabe dadurch, daß der Federarm durch eine Abstützeinrichtung vorgespreizt ist, die aus einem plastisch deformierbaren und dadurch die Abstützwirkung aufhebenden Teil der Schmelzsicherung besteht. According to the invention, this object is achieved in that the spring arm by a support device is spread out from a plastically deformable and thereby the supporting effect canceling part of the There is a fuse.  

Auf diese Weise wird vorteilhaft ein nach außen kräfte­ freies Bauteil erhalten, bei dem die Vorspreizung des Federarms unkompliziert auf die Lötstelle zwischen Feder­ arm und Kontaktfläche übertragen werden kann.In this way, an external force is advantageous receive free component in which the pre-expansion of the Spring arms uncomplicated on the solder joint between the spring arm and contact area can be transferred.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Federarm Bestandteil eines U- oder V-förmigen Bügels und die Abstützeinrichtung eine mit einem der Bügel­ schenkel zusammenhängende und gegen den anderen Bügelschen­ kel gebogene Strebe ist.In a further embodiment of the invention can be provided be that the spring arm part of a U or V-shaped Bracket and the support device with one of the brackets thighs connected and against the other stirrup is a curved strut.

Dadurch ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau der Schmelzsicherung. Durch die Abstützung des Federarmes an der Strebe wird der Federarm vorgespreizt. Der Bügel läßt sich nun unschwer auf ein Substrat auflegen und mit den freien Enden der Bügelschenkel mit Kontaktflächen der Substratschaltung verlöten. Anschließend wird die Strebe über die Elastizitätsgrenze der Strebe hinaus so verbogen, daß der Federarm beim Erweichen des zu seiner Fixierung verwendeten Lotes gegen den anderen Bügelschenkel schnellen kann und dadurch eine elektrische Verbindung zwischen dem Federarm und der zugeordneten Kontaktfläche der Substratschaltung unterbricht. Durch diese Bewegung des Federarms beim Erweichen des Fixierlotes wird durch die Eigenart der Ausbildung der Schmelzsicherung zudem eine unkontrollierte Verteilung des erweichten Lotes über die Substratschaltung (der Federarm wirkt als Lotschleuder) vermieden, da der andere Bügelschenkel eine Fangwand für das Lot bildet.This results in a particularly simple structure of the Fuse. By supporting the spring arm the spring arm is spread out on the strut. The coat hanger can now be easily placed on a substrate and with the free ends of the stirrup legs with contact surfaces solder the substrate circuit. Then the Strive beyond the elastic limit of the strut like this bent that the spring arm when softening the to his Fixation used solder against the other stirrup leg an electrical connection between the spring arm and the associated contact surface the substrate circuit interrupts. Through this movement the spring arm when softening the solder is by the Peculiarity of the formation of the fuse also one uncontrolled distribution of the softened solder over the Substrate switching (the spring arm acts as a soldering spinner) avoided because the other bracket leg has a catch wall for the solder forms.

Ferner kann vorgesehen sein, daß der Bügel zwei Federarme als Bügelschenkel aufweist, daß beide Federarme mit jeweils einer Abstützstrebe versehen sind, und daß die Streben im vorgespreizten Zustand der Federarme form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind, daß der Bügel aus einem flachen Blechstück herausgearbeitet ist, wobei ein Bügelquerstück in der Blechebene verläuft, während die an dem Bügelquerstück ansetzenden streifenförmigen Feder­ arme mit ihren Breitseiten gegen die Blechebene um ca. 90° abgewinkelt sind, und daß die Abstützstreben an ihren freien Enden mit einer zur gegenseitigen Abstützung anein­ ander geeigneten Formgebung zwecks Kraft- und Formschluß versehen sind.It can also be provided that the bracket has two spring arms has as a bracket leg that both spring arms each with a support strut are provided, and that the struts in the spread state of the spring arms form and / or are positively connected to each other that the bracket is worked out from a flat piece of sheet metal, whereby a cross piece in the sheet metal plane runs while the  strip-shaped spring attached to the temple crosspiece arms with their broad sides against the sheet level by approx. 90 ° are angled, and that the support struts on their free ends with one for mutual support other suitable shaping for the purpose of positive and positive locking are provided.

Diese Ausbildung der Schmelzsicherung in Abstimmung mit den Materialparametern ermöglicht es vorteilhaft, ein der Gefahr thermischer Überlastung ausgesetztes Schaltungsteil der Substratschaltung z. B. genau gegenüber jeweils einem der Federarme auf der anderen Seite des Substrates vorzu­ sehen, so daß jeweils nur einer der beiden Federarme frei­ gegeben wird, wenn das zugeordnete Schaltungsteil zu warm geworden ist. Dadurch zeigt die Schmelzsicherung optisch an, welches Schaltungsteil in Gefahr war, thermisch über­ lastet zu werden.This training of the fuse in coordination with the material parameters advantageously allows one of the Circuit part exposed to thermal overload the substrate circuit z. B. exactly opposite each the spring arms on the other side of the substrate see so that only one of the two spring arms is free is given if the assigned circuit part is too warm has become. As a result, the fuse shows optically which circuit part was in danger, thermally over to be burdened.

Außerdem wird durch diesen Aufbau der Schmelzsicherung die Herstellung des Bügels besonders einfach gestaltet, insbesondere kann dabei der Bügel mit seinem Querstück als Stanzbiegeteil mit weiteren Bügeln über einen Blechstreifen zusammenhängen, bis der jeweils entsprechende Bügel zur Ablage auf einem Schaltungssubstrat vom Blech­ streifen abgetrennt wird. Dabei ist es unschwer möglich, insbesondere das Querstück mit einer solchen Ausbildung zu versehen, daß Greifwerkzeuge den Bügel unkompliziert erfassen können.In addition, this structure of the fuse the manufacture of the bracket is particularly simple, in particular, the bracket with its cross piece as a stamped and bent part with additional brackets over one Sheet strips are connected until the corresponding one Bracket for storage on a circuit substrate from the sheet strip is separated. It is not difficult to especially the crosspiece with such training to provide that gripping tools the bracket uncomplicated can capture.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand von fünf Figuren noch näher erläutert.An embodiment of the invention is shown below explained in more detail with reference to five figures.

Dabei zeigen, jeweils mehr oder weniger stark vergrößert,Show, each enlarged to a greater or lesser extent,

Fig. 1 den Bügel in Vorderansicht mit vorgespreizten Feder­ armen, Fig. 1 the bracket arms in front view with pre-splayed spring,

Fig. 2 den in Fig. 1 dargestellten Bügel von der Seite her gesehen, Fig. 2 seen from the side bracket shown in Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht von oben auf ein Substrat mit einem auf das Substrat aufgelegten Bügel, Fig. 3 is a top view of a substrate with an on-hook to the substrate strap,

Fig. 4 mehrere Bügel in vorgespreiztem Zustand und noch einstückig mit einem Blechstreifen zusammenhängend, und Fig. 4 several brackets in the spread state and still in one piece with a sheet metal strip, and

Fig. 5 einen Bügel, nachdem sich einer der Federarme von seiner Kontaktfläche gelöst hat. Fig. 5 shows a bracket after one of the spring arms has released from its contact surface.

Im einzelnen ist den Figuren zu entnehmen, daß die Schmelz­ sicherung aus einem U-förmigen Bügel 1 besteht, der als Stanzbiegeteil aus einem flachen Blechabschnitt hergestellt ist.In detail, it can be seen from the figures that the fuse consists of a U-shaped bracket 1 , which is made as a stamped and bent part from a flat sheet metal section.

Dabei sind die Abmessungen und das Material für den Bügel so zu wählen, daß z. B. der E-Modul und die Wärmeleitfähig­ keit das einseitige Ablösen eines Federarmes 4 von einer zugeordneten Kontaktfläche 9 ermöglicht und daß der Feder­ weg für eine galvaniche Trennung mit Sicherheitsabstand von der Kontaktfläche 9 ausreicht.The dimensions and material for the bracket are to be chosen so that, for. B. the modulus of elasticity and the thermal conductivity allows the one-sided detachment of a spring arm 4 from an associated contact surface 9 and that the spring is sufficient for a galvanic separation with a safe distance from the contact surface 9 .

Ein Querstück 3, das Bügelschenkel 2 miteinander verbindet, verbleibt in der Blechebene. Die zunächst ebenfalls in der Blechebene sich befindenden streifenförmigen Bügelschenkel 2 sind mit ihren Breitseiten 4 a um 90° gegen die Blechebene abgewinkelt. Aus den Bügelschenkeln 2 werden dadurch Feder­ arme 4, die mit ihren freien Enden 5 voneinander weg bewegt und dadurch mit einer Vorspannung versehen werden können. A crosspiece 3 , which connects the stirrup legs 2 to one another, remains in the sheet metal plane. The strip-shaped stirrup legs 2, which are also initially located in the sheet metal plane, are angled with their broad sides 4 a by 90 ° against the sheet metal plane. From the bracket legs 2 are spring arms 4 , which move away from each other with their free ends 5 and can be provided with a bias.

Aus beiden Federarmen 4 sind unter Verminderung der Breite der Federarme 4 zu den freien Enden 5 hin Streben 6 in der Weise freigeschnitten, daß die freien Enden 7 der Streben 6 sich auf der Seite der freien Enden 5 der Federarme 4 be­ finden. Es ist auch möglich, die Federarme um die Streben zu verlängern, wobei die Streben eine gegenüber den Fe­ derarmen verminderte Breite haben.From both spring arms 4 , struts 6 are cut free in such a way that the free ends 7 of the struts 6 are located on the side of the free ends 5 of the spring arms 4 while reducing the width of the spring arms 4 towards the free ends 5 . It is also possible to extend the spring arms around the struts, the struts having a reduced width compared to the spring arms.

Die dann gegeneinander gebogenen Streben 6 sind in ihrer Länge so bemessen, daß sich die Streben 6 unter Vorsprei­ zung der Federarme 5 mit ihren freien Enden 7 aneinander abstützen können. Dabei ist es zweckmäßig, die freien Enden 7 der Streben 6 so zu gestalten, daß eine ausreichend große und entsprechend z. B. konkav/konvex geformte Abstützfläche für jede Strebe 6 an ihrem freien Ende 7 und damit eine durch Kraft- und Formschluß gebildete sichere Verbindung zwischen den Streben erhalten wird.The then mutually bent struts 6 are dimensioned in length so that the struts 6 with pretensioning of the spring arms 5 with their free ends 7 can be supported against each other. It is useful to design the free ends 7 of the struts 6 so that a sufficiently large and corresponding z. B. concave / convex shaped support surface for each strut 6 at its free end 7 and thus a secure connection formed by a positive and positive connection between the struts is obtained.

Der so mit seinen Federarmen 4 vorgespreizte Bügel 1 wird nun, wie Fig. 3 zeigt, mit seiner U-Kontur parallel zur Ober­ fläche eines Substrates 8 ausgerichtet auf das Substrat 8 gelegt. Querstück 3 und Streben 6 befinden sich dabei vor­ teilhaft auf der vom Substrat 8 abgewandten Seite des Bü­ gels 1. Zwischen den Streben 6 und dem Substrat 8 befin­ det sich dadurch ein Luftspalt. Auf dem Substrat 8 sind Kontaktflächen 9 der Substratschaltung so vorgesehen, daß jeder Federarm 4 mit seinem freien Ende 5 auf einer solchen Kontaktfläche 9 zu liegen kommt.The thus spread with its spring arms 4 bracket 1 is now, as shown in FIG. 3, with its U-contour parallel to the upper surface of a substrate 8 aligned on the substrate 8 . Cross piece 3 and struts 6 are located before geous on the side facing away from the substrate 8 of the bracket 1st As a result, an air gap is located between the struts 6 and the substrate 8 . Contact surfaces 9 of the substrate circuit are provided on the substrate 8 such that each spring arm 4 comes to rest on such a contact surface 9 with its free end 5 .

Durch eine Oberflächen-Lötmontage werden dann die Enden 5 der Federarme 4 an den Kontaktflächen 9 der Bügel 1 am Substrat 8 festgelegt und dadurch befestigt.The ends 5 of the spring arms 4 are then fixed to the contact surfaces 9 of the brackets 1 on the substrate 8 by surface soldering and are thereby fixed.

Danach werden die Streben 6, z. B. mit Hilfe eines Stempels, der mit seinem freien Ende in den Raum zwischen Querstück 3 und Streben 6 eingeführt und anschließend gegen die Stre­ ben 6 bewegt wird, über die Elastizitätsgrenze hinaus so verbogen, daß die Streben 6 die Federarme nicht nur nicht mehr abstützen, sondern einen solchen Abstand voneinander haben, daß beim Erweichen des Lotes, das zur Fixierung der Federarme 4 an den Kontaktflächen 9 verwendet worden ist, der entsprechende Federarm 4 in Richtung des anderen Federarms 4 schnellen und dabei mit seinem freien Ende 5 die zugeordnete Kontaktfläche 9 verlassen kann. Dabei wird die Federwirkung beider Federarme 5 wirksam, weil eine Fixierung des Bügels 1 am Substrat 8 nun nur noch am Ende 5 des anderen Federarmes 4 vorhanden ist.Then the struts 6 , z. B. with the aid of a stamp which is inserted with its free end into the space between cross piece 3 and struts 6 and then moved against the strut 6 , bent beyond the elastic limit so that the struts 6 not only no longer support the spring arms , but have such a distance from one another that when the solder, which has been used to fix the spring arms 4 to the contact surfaces 9 , softens, the corresponding spring arm 4 swings in the direction of the other spring arm 4 and, with its free end 5, the associated contact surface 9 can leave. The spring action of both spring arms 5 becomes effective because the bracket 1 is now only fixed to the substrate 8 at the end 5 of the other spring arm 4 .

Der durch das Erweichen des Lotes beweglich gewordene Fe­ derarm 4 schleudert dabei Teile des zu seiner Fixierung verwendeten Lotes gegen diesen anderen Federarm 4. Dieser fängt das Lot ab, wodurch eine unerwünschte unkontrollierte Verteilung von flüssigem Lot über die Substratschaltung vermieden wird.The Fe derarm 4 , which has become movable due to the softening of the solder, throws parts of the solder used to fix it against this other spring arm 4 . This catches the solder, thereby avoiding an undesired, uncontrolled distribution of liquid solder over the substrate circuit.

Ein sich z. B. auf der gegenüberliegenden Seite des Sub­ strates 8 befindender Schichtwiderstand 10 wird dadurch ge­ gen thermische Überlastung geschützt, daß der Widerstand 10 bei zunehmender Erwärmung das Lot erweicht, das den linken Federarm 4 mit seinem freien Ende 5 an der Kontaktfläche 9 festhält.A z. B. on the opposite side of the sub strates 8 located Direction film resistor 10 is thereby protected ge gene thermal overload, that the resistance 10 softens the solder at increasing heating, which holds the left arm 4 with its free end 5 at the contact surface. 9

Ordnet man den beiden Kontaktflächen 9, mit denen jeweils ein freies Ende 5 eines Federarmes 4 des gleichen Bügels 1 verbunden ist, voneinander verschiedene thermisch abzu­ sichernde Schaltungsteile der Substratschaltung zu, so zeigt die jeweilige Freigabe eines der beiden Federarme an, welches Schaltungsteil die Auslösung der Schmelzsicherung bewirkt hat. If the two contact surfaces 9 , to each of which a free end 5 of a spring arm 4 of the same bracket 1 is connected, are different circuit parts of the substrate circuit that are to be thermally protected, the respective release of one of the two spring arms indicates which circuit part is the triggering of the Has caused a fuse.

Für Prüf- und Langzeittests kann auch von der Möglichkeit Gebrauch gemacht werden, die Schmelzsicherung so einzubauen, daß die Sicherung keinen Stromkreis der Substratschaltung selbst bei ihrer Aktivierung unterbricht, sondern nur als Anzeigevorrichtung dient. Vorteilhaft bleibt dadurch der originäre elektrische Schaltungszustand der Substratschal­ tung erhalten.For test and long-term tests can also be of the possibility Be used to install the fuse in such a way that the fuse is not a circuit of the substrate circuit interrupts even when activated, but only as Display device is used. This remains advantageous original electrical circuit state of the substrate scarf received.

Claims (6)

1. An einem Schaltungssubstrat fixierbare Schmelzsicherung mit wenigstens einem unter Vorspannung mit einer Kontakt­ fläche des Schaltungssubstrates verlötbaren Federarm, dadurch gekennzeichnet, daß der Federarm (4) durch eine Abstützeinrichtung vorgespreizt ist, die aus einem plastisch deformierbaren und dadurch die Abstützwirkung aufhebenden Teil der Schmelzsicherung besteht.1. On a circuit substrate fixable fuse with at least one under tension with a contact surface of the circuit substrate solderable spring arm, characterized in that the spring arm ( 4 ) is spread apart by a support device, which consists of a plastically deformable and thereby canceling the supporting effect part of the fuse . 2. Schmelzsicherung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Federarm (4) Bestand­ teil eines U- oder V-förmigen Bügels (1) ist und daß die Abstützeinrichtung eine mit einem der Bügelschenkel (2) zusammenhängende und gegen den anderen Bügelschenkel ge­ bogene Strebe (6) ist.2. A fuse according to claim 1, characterized in that the spring arm ( 4 ) is part of a U- or V-shaped bracket ( 1 ) and that the support device is connected to one of the bracket legs ( 2 ) and against the other bracket leg ge curved strut ( 6 ). 3. Schmelzsicherung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (1) zwei Feder­ arme (4) als Bügelschenkel (2) aufweist.3. A fuse according to claim 2, characterized in that the bracket ( 1 ) has two spring arms ( 4 ) as a bracket leg ( 2 ). 4. Schmelzsicherung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Federarme (4) mit jeweils einer Abtützstrebe (6) versehen sind, und daß die Streben (6) im vorgespreizten Zustand der Federarme (4) form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind.4. A fuse according to claim 3, characterized in that both spring arms ( 4 ) are each provided with a support strut ( 6 ), and that the struts ( 6 ) in the spread state of the spring arms ( 4 ) are positively and / or non-positively connected . 5. Schmelzsicherung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Bügel (1) aus einem flachen Blechstück herausgearbeitet ist, wobei ein Bügel­ querstück (3) in der Blechebene verläuft, während die an dem Bügelquerstück (3) ansetzenden streifenförmigen Feder­ arme (4) mit ihren Breitseiten (4 a) gegen die Blechebene um ca. 90° abgewinkelt sind, und daß die Abstützstreben (6) an ihren freien Enden (7) mit einer zur gegenseitigen Abstützung aneinander geeigneten Formgebung versehen sind. 5. A fuse according to claim 4, characterized in that the bracket ( 1 ) is machined from a flat piece of sheet metal, with a bracket transverse piece ( 3 ) in the plane of the sheet, while the stripe-shaped spring arms on the bracket crosspiece ( 3 ) ( 4 ) are angled with their broad sides ( 4 a ) against the sheet metal plane by approximately 90 °, and that the support struts ( 6 ) are provided at their free ends ( 7 ) with a shape suitable for mutual support. 6. Schmelzsicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzsicherung so eingebaut ist, daß die Aktivierung der Sicherung die elektrische Funktion einer Schaltung nicht beeinflußt.6. Fuse according to one of the preceding Claims, characterized in that the fuse is installed so that the activation the fuse the electrical function of a circuit unaffected.
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