EP1174898A1

EP1174898A1 - Electrical fuse

Info

Publication number: EP1174898A1
Application number: EP00202592A
Authority: EP
Inventors: Holger Alksnat; Achim Rosemann; Marc Sohn; Jürgen Dinger
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2000-07-19
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2002-01-23

Abstract

The electric fuse insert (1) has a metallic fuse element (3) and a holder (2) for the fuse element, provided with at least 2 projecting cylindrical fixing pins (4), for cooperating with corresponding retaining loops of the fuse element on one side of the holder. The fixing pins may be provided by screws used for securing the fuse insert in a fuse housing. An Independent claim for a manufacturing method for an electric fuse insert is also included.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schmelzsicherung mit einem metallischen Schmelzelement und einem Halter fuer das Schmelzelement. Derartige Schmelzsicherungen werden bevorzugt fuer die elektrische Absicherung in Kraftfahrzeugen eingesetzt.The invention relates to an electrical fuse with a metallic melting element and a holder for the melting element. Such fuses are preferred for the electrical Protection used in motor vehicles.

Aus der GB 573 746 A ist bereits ein elektrisches Sicherungselement fuer den Niederstrombereich bekannt geworden. Diese Sicherung verfuegt ueber einen Halter und ein Schmelzelement aus Draht, welches mit seinen Enden um den Halter gebogen ist.From GB 573 746 A there is already an electrical fuse element for the Low current area became known. This backup has one Holder and a melting element made of wire, which ends around the Holder is bent.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schmelzsicherung bereitzustellen, welche sich auch fuer den Hochstrombereich (beispielsweise 40 bis 300 Ampere) eignet, und darueber hinaus einfach sowie kostenguenstig herstellbar ist.The object of the present invention is to provide a fuse to be provided, which are also suitable for the high current range (for example 40 up to 300 amperes), and moreover simple and inexpensive can be produced.

Erfindungsgemaess wird diese Aufgabe dadurch geloest, dass der Halter mindestens zwei vorstehende Mittel fuer die Befestigung von mindestens zwei Halteschlaufen des Schmelzelementes aufweist.According to the invention, this object is achieved in that the holder at least two protruding means for fastening at least two Has loops of the melting element.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Halter im wesentlichen stangenfoermig, und die Mittel fuer die Befestigung sind rechtwinklig zu einer Haupterstreckungsrichtung des Halter angeordnet. Diese Anordnung ermoeglicht eine einzige Drahtfuehrungsebene fuer das Schmelzelement.In a further embodiment of the invention, the holder is essentially rod-shaped, and the means for fastening are perpendicular to one Main direction of extension of the holder arranged. This arrangement enables a single wire guide level for the melting element.

Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die Mittel fuer die Befestigung zylindrisch sind. Dies vereinfacht nicht nur die Herstellung der Befestigungsmittel selbst, sondern auch einen Indexiervorgang, wenn das Schmelzelement auf die indexierenden Befestigungsmittel aufgefaedelt werden soll. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es in diesem Zusammenhang vorteilhaft, wenn die Enden der Mittel fuer die Befestigung eine konische, oder zumindest endseitig duennere Gestaltung aufweisen.It is also advantageous if the means for attachment are cylindrical are. This not only simplifies the manufacture of the fasteners themselves, but also an indexing process when the melting element on the indexing fasteners should be threaded. In another Embodiment of the invention, it is advantageous in this context if the ends of the means for fastening a conical, or at least have a thinner design at the end.

Wenn als Mittel fuer die Befestigung Schrauben vorgesehen sind, kann der Halter zusammen mit dem Schmelzelement an ein gesondertes Sicherungsgehaeuse oder Sicherungstraeger mittels Anschrauben befestigt werden.If screws are provided as a means for fastening, the Holder together with the melting element to a separate one Fuse housing or fuse carrier fastened by screwing become.

Eine weiter vereinfachte Montage der Schmelzsicherung ergibt sich, wenn als Mittel fuer die Befestigung Rastelemente vorgesehen sind, mit denen der Halter zusammen mit dem Schmelzelement an einem Sicherungsgehaeuse oder Sicherungstraeger befestigbar ist.A further simplified assembly of the fuse is obtained when Means for fastening locking elements are provided with which the holder together with the fusible element on a fuse housing or Fuse carrier is attachable.

Besonders kostenguenstig und herstellpozessvereinfachend ist es, wenn das Schmelzelement aus Draht besteht und es fuer die Ausbildung eines im wesentlichen flachen Koerpers Biegeumformungen in ausschliesslich einer raeumlichen Ebene aufweist.It is particularly cost-effective and simplifies manufacturing processes if that Melting element consists of wire and it for the formation of an im essential flat body bending deformations in only one has spatial level.

Die elektrischen Eigenschaften des Schmelzelementes koennen dadurch beeinflusst werden, dass in einem oder mehreren vorgegebenen Abschnitten der elektrisch leitende Querschnitt reduziert oder vergroessert wird. Dies geschieht vorzugsweise durch ein- oder mehrlagige Anordnung des Drahtes.This can affect the electrical properties of the fusible element be influenced that in one or more predetermined sections of the electrically conductive cross section is reduced or enlarged. this happens preferably by arranging the wire in one or more layers.

Um die elektrischen Eigenschaften des Schmelzelementes insbesondere in einem Strombereich zu beeinflussen, welcher zwar zur Erwaermung aber nicht zum Schmelzen desselben fuehrt, kann zumindest im Bereich einer Schmelzzone ein Werkstoffreservoir, beispielsweise aus Zinn, aufgebracht werden, welches einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist, als der Drahtwerkstoff, welcher beispielsweise aus Kupfer besteht. In order to determine the electrical properties of the fusible element in particular to influence a current range, which, although not for heating leads to melting of the same, at least in the area of a Melt zone a material reservoir, for example made of tin, applied which has a lower melting point than that Wire material, which consists for example of copper.

Es empfiehlt sich ferner, die Sicherung mit einem Verfahren herzustellen, bei dem der Halter mit den Mitteln fuer die Befestigung als Biegewerkzeug fuer das Schmelzelement herangezogen wird.It is also advisable to create the backup using a procedure at which the holder with the means for attachment as a bending tool for the Melting element is used.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer einzigen Zeichnung sowie der Figurenbeschreibung naeher erklaert.The invention is based on a single drawing and the Figure description explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt eine Schmelzsicherung 1 in perspektivischer Ansicht, welche einen im wesentlichen laengs einer Achse a stangenfoermigen Halter 2 fuer ein Schmelzelement 3 (vorzugsweise aus Kupfer oder aus einem anderen metallisch leitenden Werkstoff) aufweist. Der Halter verfuegt ueber mindestens zwei vorstehende Mittel 4 fuer die Befestigung des Schmelzmittels 3 mittels zwei Halteschlaufen. Wie zu ersehen ist, weist der Halter 2 jeweils endseitig im Bereich der vorstehenden Mittel 4 kreisfoermige Verstaerkungen 5,6 auf, so dass ueber die Mittel 4 in den Halter 2 eingeleitete Kraefte zuverlaessig uebertragen werden koennen. Es versteht sich, dass die Kontur des Halters 2 grundsaetzlich so einfach wie moeglich gehalten wird, um niedrige Herstellkosten zu ermoeglichen.The drawing shows a fuse 1 in a perspective view, which has a rod-shaped holder 2 essentially along an axis a for a melting element 3 (preferably made of copper or another has metallic conductive material). The holder has at least two above means 4 for attaching the melting means 3 by means of two straps. As can be seen, the holder 2 has in each case at the end Area of the above means 4 circular reinforcements 5.6, see above that the forces introduced into the holder 2 via the means 4 are reliable can be transmitted. It goes without saying that the contour of the holder 2 basically as simple as possible to keep low To enable manufacturing costs.

Gemaess der Zeichnung sind die Mittel fuer die Befestigung 4 zylindrische Schrauben, mit denen der Halter 2 zusammen mit dem daran angeordneten Schmelzelement 3 an einem nicht dargestellten Sicherungsgehaeuse oder Sicherungstraeger befestigbar ist. Jede Schraube verfuegt ueber einen nicht sichtbaren Kopf im Bereich einer Unterseite des Halters 2 sowie ueber Eingriffsmittel, die fuer das Verdrehen (Befestigen oder Loesen) herangezogen werden koennen.According to the drawing, the means for attachment are 4 cylindrical Screws with which the holder 2 together with the arranged thereon Melting element 3 on a fuse housing or not shown Fuse carrier is attachable. Every screw doesn't have one visible head in the area of a bottom of the holder 2 and above Intervention means used for twisting (fastening or loosening) can be.

Gemaess einer anderen, nicht gezeichneten, Ausfuehrungsform der Erfindung koennen anstatt von Schrauben auch Rastelemente Verwendung finden, um den Halter mit Schmelzelement an einem Sicherungstraeger oder Sicherungsgehaeuse zu befestigen. Insbesondere wenn der Halter 2 aus Kunststoffwerkstoff ausgebildet ist, weist diese Ausfuehrung Herstellungs- und Montagevorteile auf, weil auf gesonderte Befestigungsmittel verzichtet werden kann, indem die Rastmittel einstueckig an den Halter 2 angespritzt werden.According to another, not shown, embodiment of the invention Instead of screws, locking elements can also be used to secure the Holder with fusible element on a fuse carrier or Fuse housing to attach. Especially when the holder 2 is out Plastic material is formed, this design has manufacturing and Advantages of assembly because there are no separate fasteners can be molded onto the holder 2 in one piece by the latching means.

Wie die Figur zeigt, ist das Schmelzelement 3 einstueckig, weist eine im wesentlichen flache Form auf, und erfordert lediglich Biegeumformungen in einer einzigen raeumlichen Ebene, welche tangential zu der Laengsachse a des Halters 2 angeordnet ist. Im uebrigen weist das Schmelzelement 3 die Form eines gestreckten O mit zwei Endboegen 7,8 sowie zwei geraden Mittelabschnitten 9,10 auf, von denen der Mittelabschnitt 10 etwa gegenueber einer Schmelzzone 11 unterbrochen ist.As the figure shows, the melting element 3 is in one piece, has one in essentially flat shape, and only requires bending in a single spatial plane, which is tangential to the longitudinal axis a des Holder 2 is arranged. Otherwise, the melting element 3 has the shape a straight O with two end sheets 7,8 and two straight ones Middle sections 9,10, of which the middle section 10 approximately opposite a melting zone 11 is interrupted.

Fuer die Anpassung des elektrischen Widerstandes des Schmelzelementes 3, und um die Stromdichte im Bereich der Schmelzzone 11 zu veraendern, koennen in vorgegebenen Abschnitten eine oder mehrere reduzierte Werkstoffquerschnitte vorgesehen werden. Die Querschnittaenderung erfolgt besonders kostenguenstig mittels einfacher oder mehrfacher (mehrlagiger) Anordnung des Drahtquerschnittes. Ferner kann in dem Bereich der Schmelzzone 11, vorzugsweise auf dem Schmelzelement 3, ein lediglich gestrichelt angedeutetes Werkstoffreservoir 12 aufgebracht werden, welches einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist, als der Drahtwerkstoff. Es empfiehtl sich, das Reservoir aufzuloeten. Sinn und Zweck dieser Anordnung ist wie folgt. Nur geringfuegig oberhalb des Nennstromes liegende Stroeme koennen ganz grundsaetzlich eine Ewaermung des Schmelzelementes 3 hervorrufen, deren alleinige Wirkung bei dem gegebenen Querschnitt des Schmelzelementes 3 im Bereich der Schmelzzone 11 gegebenenfalls noch nicht zur Unterbrechung des Stromkreises fuehren wuerde. Der Schmelzvorgang des Werkstoffreservoirs (mit geringem Schmelzpunkt) aendert dies. Mit anderen Worten wird hier der Diffusionsprozess des Reservoirwerkstoffes 12 (beispielsweise Zinn) und dessen schmelzpunkterniedrigende Wirkung durch lokale Legierungsbildung ausgenutzt. For the adaptation of the electrical resistance of the melting element 3, and to change the current density in the area of the melting zone 11, can be reduced in one or more specified sections Material cross sections are provided. The cross-section changes particularly cost-effective using single or multiple (multi-layer) Arrangement of the wire cross section. Furthermore, in the area of Melting zone 11, preferably on the melting element 3, only one Material reservoir 12 indicated by dashed lines are applied, which has a lower melting point than the wire material. It recommends to solder the reservoir. The purpose of this arrangement is as follows. Currents only slightly above the nominal current can completely basically cause heating of the melting element 3, the sole effect at the given cross section of the melting element 3 in Area of the melting zone 11 may not yet be used to interrupt the Would lead circuit. The melting process of the material reservoir (With a low melting point) this changes. In other words, the Diffusion process of the reservoir material 12 (for example tin) and its melting point lowering effect through local alloy formation exploited.

In besonders vorteilhafter Weise kann die Schmelzsicherung 1 hergestellt werden, wenn das Schmelzelement 3 unmittelbar ueber den Halter 2 (und ueber die Befestigungsmittel 4) gebogen wird, und sodann unmittelbar an dem Halter verbleibt. Der Halter 2 hat somit gleichzeitig die Funktion eines Werkzeug (oder einer Lehre) fuer die Formgebung des Schmelzelement 3, so dass im Vergleich zu bekannten Schmelzsicherungen, auf gesonderte Werkzeuge, und auch auf gesonderte Handhabungs- und Montageprozesse nach der Formgebung und fuer die Befestigung an dem Halter 2 verzichtet werden kann. Der Biegevorgang wird erleichtert, wenn der Draht des Schmelzelementes 3 waehrend des Biegevorgangs einerseits eine gewisse elastische Vorspannung erfaehrt, und wenn die Mittel fuer die Befestigung 4 zumindest im Bereich von umfangsseitigen Drahtanlageflaechen Einbuchtungen aufweisen, so dass das Schmelzelement 3 gewissermassen verliersicher an dem Halter 2 befestigt ist.The fuse 1 can be produced in a particularly advantageous manner be when the melting element 3 directly over the holder 2 (and over the fastening means 4) is bent, and then directly on the holder remains. The holder 2 thus also has the function of a tool (or a lesson) for the shaping of the melting element 3, so that in Comparison to known fuses, on separate tools, and also on separate handling and assembly processes after shaping and can be dispensed with for attachment to the holder 2. The The bending process is facilitated if the wire of the melting element 3 during the bending process, on the one hand, a certain elastic prestress experienced, and if the means for attachment 4 at least in the range of have circumferential wire contact surfaces indentations, so that the Melting element 3 is attached to the holder 2 to a certain extent in a captive manner.

Claims

Electrical fuse (1) with a metallic melting element (3) and a holder (2) for the melting element (3), characterized in that the holder (2) has at least two protruding means (4) for fastening at least two holding loops of the melting element (3).

Electrical fuse (1) according to claim 1, characterized in that the holder (2) is substantially rod-shaped, and that the means for fastening (4) at right angles to an axis (a) of the holder (2) and on one side thereof are arranged.

Electrical fuse (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the means for fastening (4) the melting element (3) are cylindrical.

Electrical fuse (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the means for fastening (4) the melting element (3) have a conical end or at least a thinner design at the end.

Electrical fuse (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that screws are provided as means for fastening (4), with which the holder (2) together with the melting element (3) can be fastened to a fuse housing or fuse carrier ,

Electrical fuse (1) according to claim 1 or 2 or 4, characterized in that latching elements are provided as means for fastening (4), with which the holder (2) can be fastened together with the melting element (3) to a fuse housing or fuse carrier ,

Electrical fuse (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the melting element (3) consists of wire and that for the formation of an essentially flat body it has bending deformations in only one spatial plane.

Electrical fuse (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the melting element (3), at least in the area of a melting zone (11), has at least one predetermined section with an enlarged or reduced material cross section.

Electrical fuse (1) according to claim 8, characterized in that the material cross-section change is brought about by means of a single or multi-layer arrangement of the wire.

Electrical fuse (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the region of the melting zone (11) there is a material reservoir (12) which has a lower melting point than the wire material.

Electrical fuse (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the means for fastening (4) have indentations at least in the area of peripheral wire contact surfaces.

Method for producing an electrical fuse (1) which has at least the features of claim 1, characterized in that in a first manufacturing step the fuse element is bent, the holder (2) with the means for fastening (4) as a bending tool for the Melting element (3) is used, and then the melting element remains directly on the holder (2) after this bending process.

Method for producing an electrical fuse (1) which has at least the features of claim 1, characterized in that the wire of the melting element (3) experiences a predetermined elastic prestress during the bending process.