DE4416093A1

DE4416093A1 - Überstromschutzgerät sowie Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE4416093A1
Application number: DE4416093A
Authority: DE
Inventors: Michiaki Kiryu; Satoru Kobayashi
Original assignee: Koa Corp
Current assignee: Koa Corp
Priority date: 1993-04-30
Filing date: 1994-04-20
Publication date: 1994-11-03
Anticipated expiration: 2014-04-21
Also published as: US5858454A; JP2624439B2; JPH06314538A; DE4416093C2; US5572181A

Description

Die Erfindung betrifft ein Überstromschutzgerät und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Die Erfindung betrifft ein Überstromschutzgerät bzw. ein Verfahren zu seiner Herstellung. Insbesondere ist die Erfindung auf ein Überstromschutzgerät gerichtet, bei dem eine gelartige Kapsel eine verbesserte mechanische Zuverläs sigkeit und bessere Sicherungscharakteristiken bedingt.

Bekannte Überstromschutzgeräte weisen ein Schmelzstück auf, das in einem flexiblen Harz aufgehängt ist. Das flexible Harz ist bei typischen Ausführungsformen ein Silikonharz oder dergleichen. Das leitende Material und die Abmessungen des Schmelzstückes sind so ausgewählt, daß ein vorherbe stimmtes stromabhängiges Schmelzen stattfindet, bei dem das Schmelzstück an einem vorher bestimmten Stromwert schmilzt. Wenn ein Strom durch das Schmelzstück einen vorher bestimm ten Wert erreicht, schmilzt das Schmelzstück und der Strom fluß wird unterbrochen, wodurch der Schaltkreis, der über dieses Schmelzstück versorgt wird, geschützt ist.

Wenn einmal ein Schmelzstück geschmolzen ist, verbleibt das Überstromgerät in Offenstellung, und es wird ersetzt, nachdem das Problem, das den Überstrom erzeugt hat, korri giert wurde. Bei bekannten Überstromschutzgeräten kommt es jedoch vor, daß ein Restleitungsweg durch das Gerät erhal ten bleibt, nachdem das Schmelzen des Schmelzgliedes statt gefunden hat. Die Restleitung wird beim Abbrennen des flexiblen Harzes im Bereich des Schmelzpunktes des Schmelz stückes gebildet. Das flexible Harz verkohlt und die Ver kohlung erzeugt eine Leitung, welche den geschmolzenen Abschnitt des Schmelzstückes umgeht und auf diese Weise dem Zweck des Überstromschutzgerätes entgegenwirkt.

Eine andere Ausführungsform eines Überstromschutzgerätes vermeidet das flexible Harz, um hierdurch die Entstehung einer Umgehungsleitung zu verhindern. Das flexible Harz wird durch ein anorganisches Pulver ersetzt, das Glas enthält. Das Glas weist einen ausreichend niedrigen Schmelz punkt auf, so daß das Glas schmilzt, wenn das Schmelzstück schmilzt. Das geschmolzene Glas bedeckt die verbleibenden Abschnitte des Schmelzstückes, führt zu einer Isolierung und verhindert dadurch die Ausbildung einer Umgehungslei tung.

Das anorganische Pulver ist krümelig und enthält Luftta schen, die die Brennschmelzung des Schmelzgliedes unterstüt zen. Weiterhin wird wenig oder gar kein Karbid erzeugt. Das anorganische Pulver führt jedoch zu einer Einkapselung des Schmelzstückes, wodurch dieses unerwünschten mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt wird. Bedingt durch die Brüchig keit und Krümeligkeit des anorganischen Pulvers führen Stöße, die während der Herstellung, des Transports oder des Einbaus erzeugt werden oder andere durch thermische Ausdeh nung bedingte Beanspruchungen,dazu, daß das organische Pulver von dem Schmelzstück abbröckelt. Das Abbröckeln des anorganischen Pulvers kann außerdem das Schmelzstück selbst beanspruchen oder, anders ausgedrückt, auf dieses Beanspru chungen übertragen. Das Schmelzstück kann auf diese Weise brechen, da, wie gesagt, Beanspruchungen übertragen werden und es an einer Abfederung fehlt.

Der Erfindung liegt daher grundsätzlich die Aufgabe zugrun de, ein Gerät und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, und dadurch die beschriebenen Nachteile zu beseitigen. Insbesondere ist es ein Ziel der Erfindung, ein Überstromschutzgerät zu schaffen, das keine Reststromlei tung aufweist und wirksam Beanspruchungen standhält, die während der Herstellung, des Transportes, des Einbaus und des Betriebes übertragen werden.

Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt in der Schaffung eines Umhüllungsmateriales, das mechanische Beanspruchungen aufnehmen kann, die an einem Schmelzstück in einem Über stromschutzgerät auftreten.

Noch ein Ziel der Erfindung liegt in der Schaffung eines Umhüllungsmateriales, welches beim Schmelzen einen isolie renden Überzug auf den verbliebenen Teilen des abgeschmolze nen Schmelzstückes bildet.

Schließlich ist es noch ein Ziel der Erfindung, ein Umhül lungsmaterial zu schaffen, das elastisch ist und Luftta schen enthält, die der Unterstützung der Verbrennung des Schmelzgliedes dienen und abgeschmolzenes Schmelzstückmate rial aufnehmen.

Kurz ausgedrückt, schafft die Erfindung ein Überstromschutz gerät und ein Verfahren zu seiner Herstellung, bei dem ein Schmelzstück ein Elektrodenpaar verbindet und eine zusammen gesetzte Schicht das Schmelzstück umhüllt und aus einem geleeartigen Material entsprechender Zusammensetzung herge stellt ist. Die zusammengesetzte Schicht und das Schmelz stück sind in ein Gehäuse eingegossen. Die geleeartige Zusammensetzung enthält nichtleitendes, anorganisches Pulver das mit synthetischem Harz gemischt ist, wobei das anorganische Pulver eine Schmelztemperatur aufweist, die unterhalb der Abbrenn- oder Schmelztemperatur des Schmelz stückes liegt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält das anorganische Pulver Bleiglaspulver und Alu miniumpulver, wobei das synthetische Harz ein Silikonharz niedriger Viskosität ist. Drei Teile des anorganischen Pulvers werden mit einem Teil Silikonharz kombiniert. Die zusammengesetzte Schicht wird durch Wärmeeinwirkung vor dem Gießen des Gehäuses getrocknet. Die zusammengesetzte Schicht enthält Lufttaschen, die zwischen den Teilchen des anorganischen Pulvers gebildet und elastisch durch das synthetische Harz eingebunden sind. Die Lufttaschen unter stützen die Verbrennung des Schmelzstückes beim Schmelzen, sie tragen zur Elastizität der zusammengesetzten Schicht bei und schaffen Zwischenräume für die abgeschmolzenen Bestandteile des Schmelzstückes, die in diese Zwischenräume fließen können. Bedingt durch die Elastizität der zusammen gesetzten Schicht, werden Beanspruchungen absorbiert, wodurch das Schmelzstück vor Beschädigungen geschützt wird. Das Schmelzstück schmilzt auf einem vorher bestimmten Stromwert und entsprechend schmilzt das anorganische Pul ver, welches in einen Spalt fließt, der im Bereich des Schmelzstückes erzeugt wird. Das geschmolzene, anorganische Pulver härtet aus, um eine elektrisch isolierende Schutz schicht zwischen den verbliebenen Teilen des Schmelzstückes zu bilden. Bei einer abgewandelten Ausführungsform nach der Erfindung ist ein flexibler, elastischer Film zwischen die geleeartige Zusammensetzung und das Gehäuse zwischengescho ben, wodurch für eine weitere Aufnahme und Absorption von Beanspruchungen gesorgt wird.

Nach diesen und anderen Zielen der Erfindung wird ein Überstromschutzgerät mit folgenden Merkmalen geschaffen: erste und zweite Elektroden, die je erste und zweite Endabschnitte aufweisen, ein Schmelzstück, das die ersten Abschnitte der ersten und der zweiten Elektrode verbindet, eine gelartige Zusammensetzung mit Lufttaschen, die das Schmelzstück und die ersten Endabschnitte umgibt, ein Gehäuse, das die gelartige Zusammensetzung, die das Schmelz stück und die ersten Endabschnitte umhüllt, wobei die zweiten Endabschnitte außerhalb des Gehäuses liegen.

Die vorliegende Erfindung schafft außerdem ein Überstrom schutzgerät mit folgenden Merkmalen:

Mitteln zur Leitung eines Stromes von einem Eingang zu einem Ausgang, die einen Schmelzabschnitt zum Abschmelzen bei einem vorher bestimmten Stromwert enthalten, eine zusammengesetzte Schicht, die den Schmelzabschnitt einhüllt und ein nichtleitendes Pulver enthält, dessen Schmelztempe ratur unter der Schmelztemperatur des Schmelzabschnittes liegt, die zusammengesetzte Schicht enthält ein Mittel zum elastischen Einbinden des nichtleitenden Pulvers, ein Gehäuse, das die zusammengesetzte Schicht und den Schmelzab schnitt enthält, wobei der Eingang und der Ausgang außer halb des Gehäuses liegen.

Weiterhin schafft die Erfindung ein Überstromschutzgerät mit folgenden Merkmalen:
eine Einrichtung zum Leiten eines Stromes von einem Eingang zu einem Ausgang, die einen Schmelzabschnitt aufweist, der bei einem vorherbestimmten Stromwert schmilzt, einer zusam mengesetzten Schicht, die den Schmelzabschnitt umgibt, einer flexiblen Harzfilmschicht, die die zusammengesetzte Schicht abdeckt und für eine Stoßabsorption und eine Bean spruchungsaufnahme sorgt, ein Gehäuse, das den flexiblen Harzfilm, die zusammengesetzte Schicht und den Schmelzab schnitt enthält, wobei der Eingang und der Ausgang außer halb des Gehäuses liegen.

Nach der Erfindung enthält die gelartige Zusammensetzung oder das gelartig zusammengesetzte Material ein anorgani sches Pulver, dessen Schmelzpunkt unter der Schmelztempera tur des Schmelzstückes liegt und weiterhin ein Harz ent hält. Bei einer Ausführungsform ist das Harz ein flüssiges Silikonharz, und das anorganische Pulver enthält ein Blei glaspulver und ein Aluminiumpulver.

Weiterhin schafft die Erfindung ein Verfahren zur Herstel lung eines Überstromschutzgerätes mit folgenden Verfah rensschritten: Schaffung eines Leiters mit einem Schmelzab schnitt, Mischung eines nichtleitenden Pulvers mit einem Harz zur Bildung eines zusammengesetzten Materiales, wobei das nichtleitende Pulver einen Schmelzpunkt aufweist, der unterhalb desjenigen des Schmelzabschnittes liegt, Umhül lung des Schmelzabschnittes mit dem zusammengesetzten Material, Wärmeübertragung auf den Schmelzabschnitt, der von dem zusammengesetzten Material umhüllt ist und Eingie ßen des von dem zusammengesetzten Material umhüllten Schmelzabschnittes in ein Gehäuse.

In vorteilhafter Weise weist die Erfindung weitere Merkmale auf. Beispielsweise gibt es Ausführungsformen, bei denen der Schritt der Wärmeübertragung ein Backen von dem zusam mengesetzten Material umhüllten Schmelzabschnittes bei einer Temperatur von etwa 160°C über einen Zeitraum von 3 Stunden einschließt. Zusätzlich erfolgt das Mischen mit ungefähr drei Teilen des nichtleitenden Pulvers und einem Teil des Harzes, um das zusammengesetzte Material zu bil den, so daß Lufttaschen in dem zusammengesetzten Material ausgebildet werden.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung anhand zweier Ausführungsformen zum Stand der Technik und einer Ausführungsform nach der Erfindung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungs form eines Überstromschutzgerätes nach dem stand der Technik;

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine andere Ausfüh rungsform eines Überstromschutzgerätes nach dem stand der Technik; und

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines Überstromschutzgerätes nach der Erfindung.

Das in Fig. 1 dargestellte Überstromschutzgerät 10 nach dem stand der Technik weist ein Schmelzstück 12 auf, das ein Elektrodenpaar 11 verbindet. Das Schmelzstück 12 ist in einem flexiblen Kunststoff oder Harz 13 aufgehängt. Das elastische Harz 13 besteht aus einem elastischen Silikonharz oder einem ähnlichen Harz. Ein gegossener Harzkörper 14 schließt das elastische Harz 13 ein, um die Elektroden 11 an ihrem Platz zu fixieren.

Das Schmelzstück 12 ist aus leitendem Material hergestellt, durch das der Strom hindurchgeht. Das leitende Material und die Dimensionierung des Schmelzstückes sind so ausgewählt, daß die Sicherungseigenschaften des Schmelzstückes 12 an einem vorherbestimmten Stromniveau sichergestellt sind. Bei der angestrebten Arbeitsweise schmilzt im Sicherheitsfall ein Teil des Schmelzstückes 12 oder es brennt ab, um den Kreis über die Elektroden 11 zu unterbrechen und so den Überstrom abzuschalten. Tatsächlich verbrennt das elasti sche Harz 13, das das Schmelzstück 12 bedeckt, ebenfalls, und es verkohlt. Die erzeugte Kohle erzeugt eine Reststrom leitung, bedingt durch die ihr innewohnenden Leitungsei genschaften. Die Restststromleitung unterminiert die Betäti gung des Schmelzstückes dadurch, daß dem Strom erlaubt wird, durch die übriggebliebenen Abschnitte des Schmelz stückes 12 zu fließen.

In Fig. 2 ist ein anderes bekanntes Überstromschutzgerät 20 dargestellt, das ein Paar von Elektroden 15 aufweist, die durch ein Schmelzstück 16 miteinander verbunden sind. Das Schmelzstück 16 ist in einem anorganischen Pulver 17 aufge hängt, das Glaspulver enthält. Ein elastisches Kunstharz 18, wie ein elastisches Silikonharz, bedeckt das anorgani sche Pulver. Ein gegossener Harzkörper 19 fixiert die Elektroden 15 an ihrem Platz und kapselt das Schmelzstück 16, das anorganische Pulver 15 und das nachgiebige Kunst harz 18, ein.

Wenn das Schmelzstück 16 schmilzt, ist das nachgiebige Kunstharz 18 weit genug von dem Schmelzstück 16 entfernt, um ein Verbrennen und verkohlen des nachgiebigen Harzes 18 zu verhindern. Das Glaspulver hat eine niedrige Schmelztem peratur, so daß das Schmelzen und Verbrennen des Schmelz stückes 16 auch zu einem Schmelzen des Glaspulvers führt. Wenn das Glaspulver schmilzt, bedeckt es die übrigen Teile der Schmelzelektrode 16 und isoliert diese Teile, wodurch ein Stromdurchfluß verhindert wird. Das anorganische Pulver 16 weist von Haus aus Lufteinschlüsse auf. Diese Luftein schlüsse unterstützen das Abbrennschmelzen des Schmelzstüc kes 16. Die Lufteinschlüsse bedingen jedoch eine Brüchig keit oder Sprödigkeit des anorganischen Pulvers.

Diese Brüchigkeit oder Sprödigkeit des anorganischen Pul vers führt dazu, daß dieses zerbröckelt, wenn es Stößen oder anderen Beanspruchungen ausgesetzt wird. Stöße können während der Lebenszeit eines Überstromschutzgerätes während der Herstellung, des Transports, des Einbaus oder auch beim Betrieb des Gerätes auftreten, in das die Überstromschutz sicherung 20 eingebaut ist. Beanspruchungen werden außerdem auf das anorganische Pulver 17 durch thermische Ausdehnung oder Zusammenziehung des Überstromschutzgerätes 20 während seiner Herstellung und seines Einbaus übertragen. Wenn das anorganische Pulver 16 zerbröckelt oder krümelt, fällt es von dem Schmelzstück 16 ab und stützt dieses Teil nicht mehr. In gleicher Weise beeinträchtigt das Zerbröckeln des anorganischen Pulvers 17, daß dieses auf das Schmelzstück 16 fällt und dadurch eine zusätzliche Beanspruchung auf dieses Teil ausübt. Das Zusammenwirken einer nachlassenden Abstützung und zusätzlicher Beanspruchung erhöht die Mög lichkeit eines Bruches des Schmelzstückes 16 und setzt damit die Zuverlässigkeit des Überstromschutzgerätes 20 herab.

In Fig. 3 ist ein Überstromschutzgerätes 1 nach der Erfindung mit Elektroden 2 dargestellt, die aus leitendem Metall bestehen und durch ein Schmelzstück 3 miteinander verbunden sind. Die Elektroden 2 sind relativ zueinander durch ein Gehäuse 7 fixiert, daß aus einem Gießharz besteht. Eine zusammengesetzte Schicht 5 schließt das Schmelzstück 3 und die mit ihm verbundenen Bereiche der Elektrode 2 ein. Eine Kunstharzschicht 6 ist zwischen der zusammengesetzten Schicht 5 und dem Gehäuse 7 vorgesehen, um die zusammenge setzte Schicht 5 zu bedecken.

Das Schmelzstück 3 ist an den Verbindungsbereichen der Elektrode 2 so gestaltet, daß eine spannungsfreie Befesti gung vorliegt. Das Schmelzstück 3 ist aus einem dünnen Metalldraht aus Aluminium (Al) hergestellt. Es sind aber auch andere leitende Materialien wie Gold (Au), Silber (Ag) und Kupfer (Cu) als alternative Materialien einsetzbar. Größe und Zusammensetzung des Schmelzstückes 3 sind ausge wählt, um die Schmelztemperatur für eine vorherbestimmte Stromstärke sicherzustellen. Auch ist es nicht erforder lich, daß das leitende Material ein reines Metall ist. Die leitenden Materialien können auch Legierungen enthalten oder Metalle sein, die kleine Anteile anderer Elemente enthalten. Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung besteht das leitende Material aus einem Aluminiumdraht, der Silizium (Si), in einem Anteil von 20 mg pro 500 mg Draht enthält. Der Durchmesser des Aluminiumdrahtes liegt bei 0,25 mm, um ein gewünschtes Schmelzstromniveau festzulegen. Der Aluminiumdraht ist an den Elektroden durch eine Ul traschallverbindung befestigt.

Die zusammengesetzte Schicht 5 besteht aus einem zusammenge setzten Material, das ein anorganisches Pulver und ein Harz enthält, das eine gelee- oder gallertartige Verbindung bildet. Das anorganische Pulver ist ausgewählt, um einen Schmelzpunkt zu haben, der unterhalb der Schmelztemperatur des Aluminiumdrahtes liegt. Bei der beschriebenen Ausfüh rungsform enthält das anorganische Pulver Bleiglaspulver und Aluminiumpulver als Grundbestandteile. Das verwendete Harz ist ein Kunstharz und insbesondere ein Silikonharz (JIS-3181) mit niedriger Viskosität. Drei Teile des anorga nischen Pulvers werden mit einem Teil Silikonharz gemischt, um ein Gel zu bilden, welches kleine Lufteinschlüsse ent hält, die das Schmelzabbrennen des Schmelzstückes 3 unter stützen. Das Silikonharz schließt die einzelnen anorgani schen, zusammengesetzten Teilchen, die die Teilchen in dem Gel verbinden, ein. Das obengenannte Verhältnis kann verän dert werden, um die verschiedenen Harzarten und Teilchengrößen des anorganischen Pulvers anzupassen. Diese Verände rungen sind durch Fachleute auf dem hier angesprochenen Gebiet innerhalb der Offenbarung und unter Berücksichtigung des Umfangs und des Geistes der vorliegenden Erfindung durchführbar.

Im Falle der vorliegenden Erfindung ist die synthetische Harzschicht 6 geleeartig, um eine nachgiebige, filmartige Grenze zu bilden. Die synthetische Harzschicht 6 kann jedoch auch eine Schicht sein, die dicker ist als ein Film. Die synthetische Harzschicht 6 der Erfindung wird durch ein Polyesterharz gebildet. Es ist erkennbar, daß andere Ma terialien verwendet werden können, solange diese Materiali en eine Grenzschicht bilden, die dazu geeignet ist, das zusammengesetzte Material zu schützen. Beispielsweise ist ein Epoxyharz oder ein Silikonharz einsetzbar. Eine wesent liche Forderung an die synthetische Harzschicht 6 besteht darin, daß das Material in der zusammengesetzten Schicht 5 unlösbar ist, um die synthetische Harzschicht 6 daran zu hindern, in die Lufttaschen der zusammengesetzten Schicht 5 einzudringen.

Die Elektroden 2, das Schmelzglied 3, die zusammengesetzte Schicht 5 und die synthetische Harzschicht 6 sind in einem Gehäuse 7 angeordnet. Im Falle der vorliegenden Ausführungs form wird das Gehäuse 7 durch einen thermisch aushärtbaren Kunststoff, wie beispielsweise Epoxyharz, gebildet. Es sind jedoch andere Harze einsetzbar einschließlich thermopla stischer Harze, vorausgesetzt, daß diese ausreichende Wärmewiderstandscharakteristiken aufweisen. Eine wesentli che Forderung an den Aufbau der elektronischen Bauteile besteht in ihrer Fähigkeit, Temperaturen zu widerstehen, die beim Ultraschallöten während des Einbaus der Komponen ten auftreten. Die Harze müssen Temperaturen von mindestens 230°C widerstehen, die bei den meisten Lötvorgängen auftre ten. Wenn das Harz eine Verformungstemperatur unterhalb von 230°C aufweist, wird das Gehäuse verformt, und es werden starke Belastungen und Beanspruchungen auf das Schmelzglied 3 ausgeübt.

Das Arbeitsverfahren, das zur Herstellung des Überstrom schutzgerätes 1 eingesetzt wird, beginnt mit dem Schallver binden des Schmelzgliedes 3 quer über die Elektroden 2, wobei die Elektroden 2 in einem Bleirahmen (nicht gezeigt) abgestützt sind. Der Bleirahmen ist eine Platte mit einan der gegenüberliegenden Paaren von Elektroden, die in einem bestimmten Abstand durch den Rahmen gehalten werden. Obwohl plattenförmige Elektroden im Falle der Erfindung eingesetzt werden, können andere Elektrodenformen vorgesehen sein, einschließlich stabförmiger Elektroden. Der vorherbestimmte Abstand zwischen den Elektroden 2, die Verbindungsstellun gen an den Elektroden 2 und die Länge des Schmelzstückes 3 werden ausgewählt, um einen ausreichenden Spannungsentla stungsbogen in dem Schmelzstück 3 vorzusehen.

Nachdem das Schmelzstück 3 quer über die Elektroden 2 verbunden wurde, wird die zusammengesetzte Schicht über die Oberfläche des Schmelzstückes 3 und die Verbindungsbereiche an den Elektroden 2 aufgetragen. Die synthetische Harz schicht 6 wird dann auf die Oberfläche der zusammengesetz ten Schicht 5 übertragen, um einen nichtlösbaren Grenzfilm zu bilden. Der Bleirahmen mit dem Schmelzstück 3, den Elektroden 2, der zusammengesetzten Schicht 5 und der synthetischen Harzschicht 6, wird dann wärmebehandelt, um die zusammengesetzte Schicht 5 und die synthetische Harz schicht 6 zu trocknen. Bei dem vorliegenden Beispiel er folgt die Wärmebehandlung mit einer Temperatur von 160°C über drei Stunden. Bei anderen Ausführungsformen nach der Erfindung kann die Wärmebehandlung in Übereinstimmung mit den Eigenschaften der eingesetzten Harze und der verwende ten anorganischen Pulver verändert werden.

Das Gehäuse 7 wird nach der Wärmebehandlung hergestellt. Der Bleirahmen wird in einer Form angeordnet, wobei die Elektroden 2 aus der Form und dem Formhohlraum herausragen, der das Schmelzstück 3, die zusammengesetzte Schicht 5, die synthetische Harzschicht 6 und die Verbindungsabschnitte der Elektroden 2 enthält. Der Formhohlraum wird dann mit warmaushärtendem Harz gefüllt. Die synthetische Harzschicht 6 verbleibt flexibel, um Beanspruchungen, die während des Formfüllens und während des Aushärtens des Gehäuses 7 auftreten, zu absorbieren. Das Schmelzstück 3 und die zusammengesetzte Schicht 5 werden dadurch von Beanspruchun gen, die während des Gießens auftreten, geschützt.

Wenn das Gehäuse 7 einmal ausgehärtet ist, werden die Elektroden 2 von dem Bleirahmen abgeschnitten. Die Elektro den werden dann an den Seiten des Gehäuses 7 und über die obenliegende Oberfläche des Gehäuses 7 umgebogen, um Endbe reiche 2′ für die Oberflächenbefestigung zu bilden. Das Überstromschutzgerät 1 wird umgeklappt oder umgedreht, wenn es an einem Schaltbrett (nicht gezeigt) befestigt wird, und zwar derart, daß die Endbereiche 2′ in Berührung mit Löt stellen (nicht gezeigt) auf dem Schaltbrett gelangen. Das Überstromschutzgerät 1 wird auf diese Weise mit einer genormten Oberfläche versehen, um die Anordnung und Befesti gung von Hand oder durch automatisch arbeitende Maschinen zu ermöglichen. Die Elektroden können auch derart (nicht gezeigt) umgebogen werden, daß die Elektroden 2 über die obere Oberfläche des Überstromschutzgerätes 1 vorstehen, um Endstifte zu bilden, die in das Schaltbrett über Öffnungen eingeschoben werden können. Andere Elektrodenformen sind ohne Verlassen des Umfanges und des Geistes der Erfindung möglich. Das Überstromschutzgerät 1 wird den unterschied lichsten Beanspruchungen während seiner Lebensdauer ausge setzt. Quellen der Beanspruchung schließen die vorstehend beschriebene Herstellung beim Gießen, die thermische Ausdeh nung der Elektroden 2 während der Wärmeverbindung durch Löten, mechanische Beanspruchungen, die beim Einbau und durch die Lötausrüstung beim Eingriff mit den Elektroden auftreten, und mechanische Stöße beim Transportieren und beim Handhaben ein. Die synthetische Harzschicht 6 dient als Puffer, um derartige Beanspruchungen zu absorbieren und die zusammengesetzte Schicht 5 und das Schmelzstück 3 zu schützen. Wenn Beanspruchungen ausgeübt werden, wird die synthetische Harzschicht 6 elastisch verformt, um diese Beanspruchungen aufzunehmen bzw. zu absorbieren. Hierdurch wird die Überlebensfähigkeit des Überstromschutzgerätes 1 im Hinblick auf Beanspruchungen einschließlich solcher bei der Betätigung im Verhältnis zu bekannten Geräten verbes sert.

Das Überstromschutzgerät 1 wird normalerweise in einem Stromverteiler an einer Schalttafel eingebaut. Die Endbe reiche 2′ der Elektroden 2 werden an den Kontakten des Stromverteilers durch Löten befestigt. Strom, der durch den Stromverteiler fließt, fließt so durch die Elektroden 2 und das Schmelzstück 3. Wenn der Strom einen vorherbestimmten Wert übersteigt, erzeugt der Widerstand in dem Schmelzglied 3 überschüssige Wärme. Bedingt durch diesen Wärmeüberschuß, steigt die Temperatur des Schmelzgliedes 3 über die Sicherheits- oder Sicherungstemperatur des Schmelzgliedes 3 an. Wenn die Sicherungstemperatur überschritten ist, findet die thermische Sicherung statt und das Schmelzglied schmilzt oder verbrennt.

Wärme, ausgehend von der thermischen Sicherung, führt zum Schmelzen des anorganischen Pulvers 5 und insbesondere des Bleiglaspulvers, das im Falle der vorliegenden Ausführungs form eingesetzt wird. Das geschmolzene Bleiglaspulver fließt über die verbliebenen Teile des Schmelzstückes 3 und in den Spalt zwischen den übrigen Teilen des Schmelzstückes 3. Das geschmolzene Bleiglaspulver erhärtet, um eine Iso lierschicht zwischen den verbliebenen Teilen des Schmelz gliedes 3 zu bilden. Das geschmolzene Material des Schmelz stückes 3 fließt über den Spalt in die Lufttaschen, die zwischen den einzelnen Teilchen des anorganischen Pulvers der zusammengesetzten Schicht 5 ausgebildet sind, ab. Das Material des geschmolzenen Schmelzstückes fließt außerdem in Zwischenräume, die durch das Schmelzen des anorganischen Pulvers entstanden sind.

Das thermische Abschmelzen führt außerdem zum Verbrennen eines geringen Anteils des Silikonharzes in der zusammenge setzten Schicht 5. Verkohlung, die auf die Verbrennung des Silikonharzes zurückzuführen ist, ist jedoch gering, da ein verminderter Anteil von Silikonharz in der zusammengesetz ten Lage der Schicht 5 enthalten ist, und der Verbrennungs bereich, dort, wo das Schmelzen des anorganischen Pulvers stattfindet, beschränkt ist. Wie bereits erwähnt, sind bei dem vorliegenden Beispiel drei Teile anorganisches Pulver in einem Teil Silikonharz enthalten. Das Silikonharz be deckt die anorganischen Pulverteilchen in einem Ausmaß, das ausreichend ist, um die anorganischen Pulverteilchen in dem Gel, in dem Lufteinschlüsse zwischen den Teilchen verblei ben, zu binden. Hierdurch wird der Anteil des Silikonhar zes, das verbrennt, stark im Verhältnis zu dem entsprechen den Anteil bei einer bekannten Ausführungsform nach Fig. 1 herabgesetzt. Die Kombination des Schmelzens des anorgani schen Pulvers zur Bildung eines isolierenden Überzugs und der verminderten Verkohlung stellen sicher, daß das Über stromschutzgerät 1 wirksam wird, d. h. den Schaltkreis öffnet, nachdem der vorherbestimmte Stromwert überschritten wurde. Weiterhin wird diese einmal eingenommene Unterbre chungsstellung verläßlich aufrechterhalten, nachdem das Schmelzstück 3 geschmolzen ist. Das Auftreten von Rest stromleitungen wird daher verhindert. Eine andere oder abgewandelte Ausführungsform der Erfindung vermeidet die synthetische Harzschicht 6, die einen Puffer bildet. Die Geleeigenschaften der zusammengesetzten Schicht 5 stellen einen adäquaten Schutz des Schmelzstückes 3 sicher, da sie Stöße und Beanspruchungen aufnehmen und absorbieren.

Die vorstehend beschriebene Erfindung schafft ein wirksames Mittel zum Schutz von Schaltungen vor Überströmen. Die Einbindung des anorganischen Pulvers in das Harz erleich tert die Ausbildung von Lufttaschen in der zusammengesetz ten Schicht, die die Elastizität erzeugen, die zur Aufnahme der Beanspruchungen erforderlich ist. Das Bedecken des Schmelzstückes 3 und der Verbindungsbereiche der Elektroden 2 mit dem zusammengesetzten Material schafft einen Stoßauf nahmebereich, geeignet zur elastischen Verformung, wodurch das Schmelzstück 3 geschützt wird. Hierdurch wird die Zuverlässigkeit des Überstromschutzgerätes verbessert.

Die Lufteinschlüsse oder Taschen in dem zusammengesetzten Material 5 übernehmen andere Funktionen neben der Schaffung einer Elastizität. Die Lufttaschen stellen Sauerstoff zur Sicherstellung der Schmelzverbrennung des Schmelzstückes 3 zur Verfügung. Die Lufttaschen schaffen außerdem Räume für geschmolzenes Schmelzstückmaterial, das in und aus dem Spalt in dem Schmelzstück 3 fließt, der durch Verbrennung stattfindenden Schmelzung erzeugt wird. Weiterhin vermin dern die Lufttaschen den Anteil des Harzes, der verbrennt und entsprechend verkohlt. Die Wirkung der verminderten Verkohlung und der anorganischen Pulverschmelze in dem Spalt und auf den verbliebenen Teilen des Schmelzstückes 3 sichert eine zuverlässige Offenschaltstellung nach dem Schmelzen des Schmelzgliedes 3.

Claims

1. Überstromschutzgerät mit folgenden Merkmalen:

a) erste und zweite Elektroden (2), von denen jede einen ersten und einen zweiten Endabschnitt (2′) aufweist,
b) ein Schmelzglied (3), das die ersten Endabschnitte der Elektroden (2) miteinander verbindet,
c) einen gelartigen Aufbau (5), der mindestens das Schmelz stück (3) einkapselt, wobei in dem gelartigen Aufbau Lufttaschen vorgesehen sind,
d) ein Gehäuse (7), in das der gelartige Aufbau, das Schmelzstück und die ersten Endabschnitte eingekapselt sind,
e) die zweiten Endabschnitte (2′) stehen nach außen aus dem Gehäuse vor.

2. Überstromschutzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gelartige Aufbau (5) ein anorgani sches Pulver enthält, dessen Schmelzpunkt unter der Schmelz temperatur des Schmelzstückes (3) liegt.

3. Überstromschutzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gelartige Aufbau durch ein Harz gebildet wird.

4. Überstromschutzgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein flüssiges Silikonharz ist.

5. Überstromschutzgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Pulver Glaspulver enthält, das einen Schmelzpunkt aufweist, der unter der Schmelztemperatur des Schmelzstückes (3) liegt.

6. Überstromschutzgerätes nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Pulver zusätzlich Aluminiumpulver enthält.

7. Überstromschutzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Pulver ein Glaspulver enthält, dessen Schmelzpunkt unter der Schmelztemperatur des Schmelzstückes (3) liegt.

8. Überstromschutzgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der gelartige Aufbau ein Harz enthält.

9. Überstromschutzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gelartige Aufbau ein anorganisches Pulver mit einem Schmelzpunkt unterhalb der Schmelztempera tur des Schmelzstückes (3) enthält,
daß der gelartige Aufbau ein Harz enthält und
daß der gelartige Aufbau ungefähr drei Teile des anorga nischen Pulvers und ein Teil des Harzes enthält.

10. Überstromschutzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gelartige Aufbau das Schmelzstück (3) und die ersten Endteile umgibt, d. h. einkapselt.

11. Überstromschutzgerät mit folgendem Merkmalen:

a) eine Einrichtung zur Leitung des Stromes von einem Eingang zu einem Ausgang,
b) die Einrichtung zur Leitung enthält einen Schmelzab schnitt zum Abschmelzen bei einem vorherbestimmten Stromwert,
c) eine zusammengesetzte Schicht (5), die den Schmelzab schnitt umgibt,
d) die zusammengesetzte Schicht enthält ein nichtleitendes Pulver mit einem Schmelzpunkt, der unter der Schmelz temperatur des Schmelzabschnittes liegt,
e) die zusammengesetzte Schicht enthält ein Mittel zum elastischen Einbinden des nichtleitenden Pulvers,
f) ein Gehäuse (7), das die zusammengesetzte Schicht (5) und den Schmelzabschnitt enthält, und
g) der Eingang und der Ausgang liegen außerhalb des Gehäuses (7).

12. Überstromschutzgerät nach Anspruch 11, da durch gekennzeichnet, daß das nichtleitende Pulver Glaspul ver enthält.

13. Überstromschutzgerät nach Anspruch 11, da durch gekennzeichnet, daß die Mittel zum elastischen Einbin den flüssiges Silikonharz enthalten.

14. Überstromschutzgerät nach Anspruch 11, da durch gekennzeichnet, daß die zusammengesetzte Schicht (5) ungefähr drei Teile des nichtleitenden Pulvers und ein Teil des Mittels zum elastischen Einbinden enthält.

15. Überstromschutzgerät nach Anspruch 11, da durch gekennzeichnet, daß eine flexible, elastische Puf ferschicht zwischen der zusammengesetzten Schicht und dem Gehäuse vorgesehen ist.

16. Überstromschutzgerät nach Anspruch 15, da durch gekennzeichnet, daß die flexible, elastische Puffer schicht ein Polyesterfilm ist.

17. Überstromschutzgerät nach Anspruch 10, da durch gekennzeichnet, daß die zusammengesetzte Schicht (5) Lufteinschlüsse enthält.

18. Verfahren zum Herstellen eines Überstrom schutzgerätes mit folgenden Verfahrensschritten:

a) Schaffung eines Leiters mit einem Schmelzabschnitt und ersten und zweiten Enden,
b) Mischung eines nichtleitenden Pulvers mit einem Harz zur Bildung eines zusammengesetzten Materiales, wobei das nichtleitende Pulver einen Schmelzpunkt aufweist, der unterhalb des Schmelzpunktes des Schmelzabschnittes liegt,
c) Umhüllen des Schmelzabschnittes mit dem zusammengesetz ten Material,
d) Wärmebehandlung des umhüllten, schmelzbaren Abschnittes in dem zusammengesetzten Material, und
e) Gießen eines Gehäuses um den schmelzbaren Abschnitt, um hüllt von dem zusammengesetzten Material, wobei die ersten und zweiten Enden freibleiben.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, daß das nichtleitende Pulver Glaspulver enthält.

20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, daß die Wärmebehandlung ein Backen des mit dem zusammengesetzten Material umhüllten Schmelzabschnittes bei einer Temperatur von ungefähr 160°C über drei Stunden ein schließt.

21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, daß das Mischen mit ungefähr drei Teilen des nichtleitenden Pulvers und einem Teil Harz stattfindet, um ein zusammengesetztes Material zu formen, das Lufttaschen enthält, die in dem zusammengesetzten Material vorhanden sind.

22. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, daß eine flexible Harzschicht auf das zusammenge setzte Material übertragen wird, nachdem der Schmelzab schnitt mit dem zusammengesetzten Material umhüllt wurde.

23. Überstromschutzgerät mit folgenden Merkmalen:

a) Mittel zur Leitung eines Stromes von einem Eingang zu einem Ausgang,
b) die Mittel zur Leitung des Stromes haben einen Schmelz abschnitt (3), der bei einem vorherbestimmten Stromwert schmilzt,
c) eine zusammengesetzte Schicht (5), die den Schmelzab schnitt (3) umhüllt,
d) eine flexible Harzfilmschicht (6), die die zusammenge setzte Schicht (5) abdeckt, um eine Stoßabsorption und eine Beanspruchungsentlastung zu schaffen,
e) ein Gehäuse (7), das die flexible Harzfilmschicht (6), und die zusammengesetzte Schicht (5) enthält, und
f) der Eingang und Ausgang liegen außerhalb des Gehäuses.

24. Überstromschutzgerät nach Anspruch 23, da durch gekennzeichnet, daß die zusammengesetzte Schicht (5) ein lichtleitendes Pulver mit einer Schmelztemperatur enthält, die unterhalb der Schmelztemperatur des Schmelzab schnittes (3) liegt, und daß die zusammengesetzte Schicht (5) ein Mittel für eine elastische Einbindung des nichtlei tenden Pulvers enthält.

25. Überstromschutzgerät nach Anspruch 24, da durch gekennzeichnet, daß das nichtleitende Pulver Glaspul ver enthält.

26. Überstromschutzgerät nach Anspruch 24, da durch gekennzeichnet, daß die zusammengesetzte Schicht ungefähr drei Teile des nichtleitenden Pulvers und ein Teil des Mittels zum elastischen Einbinden enthält.

27. Überstromschutzgerät nach Anspruch 23, da durch gekennzeichnet, daß die flexible Harzfilmschicht (6) einen Polyesterfilm enthält.