DE8717736U1 - Elektrische Sicherung - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Sicherungen. Stabsicherungen mit axial ausgerichteten Leitern sind \eit langem in der Sicherungstechnik bekannt. Das Sicherungselement einer solchen Sicherung ist typischcrweise ein Schmelzdroht, der innerhalb einer zylindrischen das Gehäuse der Sicherung bildenden Buchse mittig gehaltert ist. Um das Schmelzen des Drahtes verläßlich sicherzustellen, ist es wesentlich, daß der Sicherungsdraht zwischen seinen Halterungspunkten die Innenwandung dtr Buchse nicht berührt, ind daher sind die Enden des Schmelzdrahies in einer solchen Art und Weis« gehaltert, daß derartige Kontakte ausgeschlossen sind. Auflere Leiter mit Endkappen, in denen sich Lötmittel berindet, werden verwendet, um die Drahtenden atr Sicherung aufzunehmen, welche über das Äußere der Buchsenenden herumgelegt sind. Die endgültige Montage besteht darin, die Endkappen über die umgelegten Enden der Sicherungsdrähte hinweg durch An-

v&nVfcck ipa.

zeitiges EVWen des LötmHteb folgt, um eme gute elektnsche Verbindung ischen dem Smelaht und den Entkappen zu erhaben.

i Da das Sicherungsgehäuse, welches durch die Buchse gebadet ist einen Isolierkörper bilden muß und für gewöhnlich aus Keramik oder Glas besteht, zu welchen nicht ohne weiteres Lötverbindungen hergestellt werden können, ist der einzige wesentliche Widerstand ge·

&iacgr;&ogr; genfiber der Trennung der Endkappen von der Buchse

' durch die Preßpassung der Endkappen auf der Außenfläche der Buchse gegebea Demzufolge hält ein derartiger Sicherungsaufbau «janz allgemein Zugbeanspruchungen nur schlecht stand und versagt im Zugtest

it *enn Zugkräfte an die beiden Ixitcrenden angelegt werden. Derartige Aufbauten sind daher auch anfällig gegenüber Korrosion, die auf Feuchtigkeit zurückzufahren ist und zwar wegen der freigelegten ftCeuülendkappen und weil keine hermensche Abdichtung vorhan-

20 den ist

Ein weiteres Problem bei SubSicherungen ist. daß ein bestimmter Prozentsatz der Sicherungen fehlerhaft ist und zwar weil keine guten elektrischen Verbindungen zwischen den Sicherungselementen und den Endkappen

25 während des Lötvorganges hergestellt werden. Derartige Sicherungen müssen daher aussortiert und/oder nachgebessert werden.

Bei einer bekannten Lösung der o.a. Probleme wird ein heißschrumpfbarer Plastikschlauch über die Buchse

&mgr; und die Endkappe mit ausreichender Länge gelegt, wobei der Schlauch-das innere Ende der Leiter, wenngleich lose, überlappt und sich über die Endkappen hinaus nach außen erstreckt Der durch Wärme aufgeschrumpfte Schlauch erbringt einige Verbesserungen

is hinsichtlich der Festigkeit der Sicherung, erbringt jedoch nur eine mittelmäßige Abdichtung des Innenraums der Sicherung. Ein besonderer Nachteil dieser Konstruktion ist jedoch, daß die SCapoenenden weiterhin äußeren Einflüssen ausgesetzt sine, and zwar weil die

nur begrenzt zur Verfügung stehende Schrumpfungsfahigkeit des Schlauches die erwünschte Endkappenabdichtung zwischen dem Schlauch und den Leitern ausschließt. Es ist daher notwendig, die Endkappen zu plattieren oder abzudecken, um einen hinreichenden Korrots sionswtderstand für diese Elemente sicherzustellen. Jedoch ist der daraus resultierende Aufbau immer noch nicht ausreichend stark, und zwar weil bereits eine mm lere Zugkraft an de < Leitern die Endkappen so verschie ben kann, daß der Sicherungsdraht bricht Weiterhin

so kann durch diese Art der Konstruktion keine Verbesserung bei Sicherungen erzielt werden, welche wegen ungenügender Lötverbindungen fehlerhaft sind.

Mit Hilfe einer anderen bekannten Sicherung (US-PS 43 85 281) sollen einige der &ogr; a Probleme gelöst werden.

si Sie besteht aus einem Sicherungsstab mit einer Isolierbuchse und Endkappen, wobei die benachbarten ^reile der Leiter, die von den Endkappen vorstehen, mn einem Isoliermaterial hoher Bindefestigkeit, beispielsweise einem Epoxymatenal. überzogen werden Der Isolier-

&mgr; übercug deckt die Endkappen ab und verankert diese an der das Gehäuse bildenden Buchse, jedoch bestehen immer noch Probleme mit Sicherungen, die wegen schlechter Lötverbindungen fehlerhaft sind. Hinzu kommt noch, daß Epoxymaterialien häufig brachen oder

&ldquor;) bei höheren Temperaturen brüchig werden.

Gemäß der Erfindung ist eine Stabsicherung geschaffen worden, bei welcher ein hohler zylindrischer Isolierkörper. Endkappen oder Ringbeschlftge, die die Enden

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des Isolierzylinder* umschließen, schnrilzbaoe. teil dm Ringbeschiägen verbundene Verbindungsteile, und leitend an Ringbesenligen befestigte Leiter zur Stromführung zur und von der Sicherung in einem hochtemperaturfesten Isolierkunststoff eingeschlossen bzw. verkapseit sind. Der Isoberkunststoff wird druch Spritzformen aufgebracht und erhöht die Temperatur der Stabsiche rung auf einen ausreichend hohen Wen. um ein erneutes Flüssigwe.aen der Lötverbindungen zu bewirken, die das Sicherungsetement mit den Ringbeschlagen oder Endkappen verbinden. Auf diese Art und Weise kann die Herstellung fehlerhafter Sicherungen (als Folge schlecht hergestellter Lf 'verbindungen) praktisch ausgeschlossen werden. Wettere Vorteile, die auf die Verwendung von Spritzkunststoffüberzügen für Stabsicherungen zurückzuführen sind, sind die Erhöhung der dimec-aoneflen Stabilität des Endproduktes und eine bemerkenswerte Verbesserung des Betriebsverhaltens der Sicherung, und zwar sowohl in der mechanischen Festigkeit als auch hinsichtlich eint* verbesserten Kurz-Schluß Verhaltens.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert:

Fig. I ist eine Teillängsansicht einer bekannten Stabsicherung.

Fig. 2 ist eine Teüquerschnittsansicht der in Fig. 1 gezeigten Sicherung, nachdem jedoch ein Plastiküberzug mit hoher Haftfestigkeit angebracht worden ist

Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen Strom und Spannung in Abhängigkeit von der Zeit für eine bekannte Sicherung und eine Sicherung gemäß der vorlieger.den Erfindung.

Bei der in Fig. 1 gezeigten bekannten Sicherung wird eine bestimmte Länge eines Schmelzdrahtes 1 zwischen den Enden einer anfänglich offenen Zylinderbuchse 2 vermittels eines Paares von tassenförmigen Endkappen 3 gehaltert, wobei jede Kappe mit einer inneren Ausnehmung zur Aufnahme eines Endes der Buchse 2 über eine Pn !passung ausgebildet ist Ein Lötmittelkörper 4 in jeder Kappe 3 wird erhitzt um den Schmelzdraht I zu benetzen und ihn an den Endkappen 3 ?u befestigen. Mit Schultern ausgebildete Verbindungsleiter S passen durch die Mitte de. K«ppen 3 hindurch und werden vor der Montage des Sicherungsaufbaus dort durch Einstekken befestigt

Fig. 2 zeigt die bevorzugte Am'Jhrungsform der Erfindung bei welcher die in Fig I gezeigte Sickerung mit einem Kunststoffmaterial hoher Bindefestigkeit oder dergL überzogen worden ist. um eine verbesserte strukturelle Festigkeit zu erzielen und darüberhinaus eine vollständige Abdichtung der Buchse 2 und der Endv &rgr; pen 3 gegenüber nachteiligen Fcuchtigker.seinflusscn zu erzielen. Be· der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Sicherung in eine Form gebracht, und es wird Kunststoff in die Form eingespritzt, so daß dieser die Stabiicherung umgibt Es handelt sich um ein in der Technik bekanntes Spritzverfahren.

Eine Anzahl von im Handel erhältlichen Kunststoffen stehen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung zur Verfügung. Um jedoch eine erneute Verflüssifung des Kappenteils 4 sicherzustellen, sollte der verwendete Kunststoff bei einer Temperatur oberhalb ungefähr '.04⁰C eingspritzt werden,

Die Verwendung von spritzgeformten Kunststoffüberzügen hat verschiedene bemerkenswerte Vorteile erbracht Beispielsweise können durch Verwendung einer Form for Spritzkunststoff Toleranzen des Zylinderkörpers in der Größenordnung von ±0.05 mm erreicht bekannten Sicherungen liegt die Toleranz bei t -5mm.

Ein weiterer Vorteil hat sich durch Verwendung von spntzgeformten Kunststoffkörpern herausgestellt, und zwar eine Erhöhung der Schlag- und Biegefestigkeit der Sicherungen Es wurde gefunden, daß KunststoPormkirper in der beschriebenen An Innendrücken widerstehen können, die im Inneren einer Sicherung auftreten, wenn don bei einer Spannung von 12SV ein

to Kurzschlußstrom von 3OA bei einem Leistungsfaktor von 057 fließt Die durch eine solche Oberlast erzeugten inneren Drücke würden für gewöhnlich einen Bruch von Epoxydharzsicherungen bedingen. Dies ist jedoch auf die geringere mechanische Festigkeit von Epoxy -Über-

is zügen zurückzuführen.

Ein neuer und gewissermaßen unerwaneter Voneil einer Kunststoff überzogenen Sicherung im Vergleich zu bekannten Sicherungen mit Buchsen und auch zu Sicherungen mit Epoxydüberzüpen ist das vemerken?- wen verbesserte Kurzschlußst. &ogr;.&eegr; verhalten. Wie Fig. 3 zeigt ist das Verhalten einer mit Kunststoff überzogenen Sicherung bemerkenswert besser als das vergleichbare Verhalten einer mittels Epoxyd überzogenen Sicherung. Bei den durchgefühnen Versuchen, deren Ergewisse in Fig. 3 wiedergegeben sind, wurde eine mit Epoxyd überzogene Sicherung und eine mit Kunststoff überzogene Sicherung gemäß der vorliegenden F.rfm dung einem Kurzschlußstromtest ausgesetzt bei welchem bei 125V und einem 0.97 Leistungsfaktor ein Strom von 50A_#floß. Strom und Spannung für die Sicherung gemäß der Erfindung sind mit 22 bzw. 24 bezeichnet Mit 32 und 34 sind Strom und Spannung für eine mit Epoxymatenal überzogene bekannte Sicherung bezeichnet Die bedeutsamste Information, die diese Kurven wiedergeben, ist der i't-Wen von dem Zeitpunkt an. an dem die Sicherung öffnet Diesem Wen entspricht die Fläche unterhalb der Stromkurve, und zwar beginnend mit dem Zeitpunkt an dem die Kurzschlußunterbrechung erfolgt. Bei den durchgefühnen Versuchen.

4&Ggr; deren Ergebnisse in der Fig. 3 gezeigt sind, beträgt dieser Wert 4.38 A-'s für die Sicherung gemäß der Erfindung, für die bekannte Sicherung hingegen 953A's.

Es -st leicht enichtlich. daß ein aus Kunststoff geformter Sicheruiigskörper ein bemerkeitswen verbessenes Kurzschlußstromverhalten zeigt daß das erneute Flüssigwerden der Lötverbindung während des Spritzvorganges die Zahl der auszusondernden Sicherungen verringert, daß eine erhöhte struktureile Festigkeit erzielt werden kann und daß die Sicherung gegenüber Flüssig-

jo und Feuchtigkeit abgedichtet ist

Es wird darauf hingewiesen, daß anstelle des Kunst- ?>-/f'matenals auch andere hochtemperaturbeständige Materialien verwendet werden können, durch deren Einsatz die Lötverbindungen erneut trvhmolzen wer den und eine mechanische Festigkeit und Stabiütät er zeugt wird, und zwar nicht nur bei Stabsicherungen sondern auch be' anderen Arten von Sicherungen.

Claims (3)

Aktenzeichen: 6 87 17 736.6 Anaelder: Cooper Industries/ Inc.

1. Sicherung ait verbesserten Kurzschlußstroaverhalten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kunststoffüberzug (7) die inneren Teile der Sicherung uaschließt.

2. Sicherung in Stabfora, aufweisend ein in einer Gehäuse untergebrachtes Schaelzeleaent, ein Paar Endkappen, die jeweils die Enden des Gehäuses bilden, das Schnelzeleaent festlegen und elektrische Verbindungen zu diesea und zu äußeren Leitern herstellen, wobei jede Endkappe eine bestiaate ".enge an Lötaaterial enthält, welches einen elektrischen Kontakt

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!Mischen den Endkappen und den Enden des Schnelzeleaentes herstellt/ und einen Überzug aus Isoliermaterial, der über das Gehäuse und die äußeren Leiter aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherung mit dem Überzug (7) verkapselt und letzterer aus einen Kunststoff spritzgeformt ist, dessen Verarbeitungstemperatur über der Schmelztemperatur des zwischen dem Schmelzelement (1) und den Endkjippen (3) vorhandenen Lötmaterials (4) Hegt.

3. Sicherung nach Anspruch 1 oder 2, aufweisend ein an gegenüberliegenden Enden offenes Isoliergehluse (2) in der Form einer zylindrischen Buchse; ein in den Gehäuse untergebrachtes Sehmelzelement (1); ein Paar Endkappen (3), die jeweils die Enden der Buchse abschließen, die Enden des Schmelzelementes (1) festlegen und eine elektrische Verbindung zu diesen herstellen, wobei jede Endkappe (3) tassenförmig um eine zylindrische Ausnehmung bildend und das eine Ende der Buchse aufnehmend ausgestaltet ist und einen äußeren Leiter aufweist, der an der Endkappe (3) befestigt 1st, von dorther nach außen vorsteht und eine elektrische Verbindung zum Schmelzelement (1) herstellt; wobei jede Endkappe (3) eine bestimmte Menge an Lötmaterial (4) enthält, welches erschmolzen wird, um einen elektrischen Kontakt zwischen den Endkappen (3) und den Enden des Schmelzelementes (1) herzustellen, wobti sich ferner das Schmelzelement (1) diagonal über die Länge des Gehäuses (2) bzw. der Buchse erstreckt und an jedes Ende einen Teil aufweist, der über das offene Ende der Buchse hinausgeht, über einen Teil des äußeren Umfanges der Buchse zurückgelegt ist und zwischen den Buchsenenden und den Kappenenden zu liegen kommt; und eine haftende ausgebildete, isolierende hochtemperaturbeständige Überzugsschicht, die außen die Buchse, die Endkappen (3)

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und die Leiter umgibt und die Buchse, die beiden

Endkappe* (3) und einen TeU der Leiter 1n der Nfihe der

Endkappen (3) abdeckt/ abdichtet und fest Miteinander verbindet.

&diams; · Sicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch

§«kennzeichnet, daß die hochtemperaturfeste Uberzugsschicht aus Kunststoff besteht.

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