EP1364381B1

EP1364381B1 - Fuse component

Info

Publication number: EP1364381B1
Application number: EP02703619A
Authority: EP
Inventors: André Dipl.-Ing. JÖLLENBECK; Frank Dipl.-Ing. Althoff; Karin Koch; Ute Lehnhardt
Original assignee: Wickmann Werke GmbH
Current assignee: Wickmann Werke GmbH
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2022-03-04
Also published as: US7320171B2; DE50207930D1; US20080084267A1; JP2004519085A; JP4155825B2; CN1249761C; CN1494728A; EP1364381A1; WO2002071432A1; US20040104801A1

Abstract

A fuse component (1) comprises a hollow body (2), which is formed from a tubular wall that encloses an inner area (5) and which has two open faces that are situated opposite one another. The fuse component also comprises a fuse-element (4), which extends inside the inner area (5) between both faces of the hollow body (2), and two contact caps (3) each provided with a bottom (7) and lateral walls (8) connected thereto. Two end sections (10) of a conductor of the fuse-element (4) are lead out of the inner area (5) through the faces and around the wall of the hollow body (2). The end sections (10) of the conductor of the fuse-element (4) are fastened by means of an adhesive bond (11) so that the surfaces abutting the inner area (5) are essentially free from organic materials. The end sections (10) of the conductor are preferably fastened to a conductive plastic that, in turn, fastens the contact caps (3) to the outer wall (9) of the hollow body (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherungsbauelements mit einem Hohlkörper, der von einer einen Innenraum umgebenden rohrförmigen Wandung gebildet ist und zwei einander gegenüberliegende offene Stirnflächen aufweist, einem Schmelzleiterelement, das sich in dem Innenraum zwischen den beiden Stirnflächen des Hohlkörpers erstreckt, und zwei Kontaktkappen mit jeweils einem Boden und sich daran anschließenden Seitenwandungen, wobei die Böden der beiden Kontaktkappen den Innenraum an den Stirnflächen zumindest teilweise verschließen und die Seitenwandungen jeweils einen Abschnitt der Außenfläche der Wandung des Hohlkörpers überdecken, wobei zwei Endabschnitte eines Leiters des Schmelzleiterelements aus dem Innenraum durch die Stirnflächen hindurch um die Wandung des Hohlkörpers derart herumgeführt sind, daß sie jeweils zwischen einer Seitenwandung einer der Kontaktkappen und einem Abschnitt der Außenfläche des Hohlkörpers angeordnet sind.The invention relates to a method for producing a fuse component with a hollow body, which is formed by a tubular wall surrounding an inner space and has two opposing open end faces, a fusible conductor element which extends in the interior space between the two end faces of the hollow body, and two contact caps each with a bottom and adjoining side walls, wherein the bottoms of the two contact caps at least partially close the interior space at the end faces and the side walls each cover a portion of the outer surface of the wall of the hollow body, wherein two end portions of a conductor of the fusible conductor element from the interior through the End surfaces are guided around the wall of the hollow body so that they are each arranged between a side wall of one of the contact caps and a portion of the outer surface of the hollow body.

Das Dokument EP-A-0 822 568 (BEL FUSE INC) wird als nächstliegender Stand der Technik angesehen. Es offenbart die folgenden Verfahrensschritte des Verfahrensanspruchs 1:

Bereitstellen eines Hohlkörpers, der von einer einen Innenraum umgebenden rohrförmigen Wandung gebildet ist und zwei einander gegenüberliegende offene Stirnflächen aufweist,
Einbringen eines Schmelzleiterelements in den Innenraum des Hohlkörpers derart, daß sich das Schmelzleiterelement im wesentlichen von einer Stirnfläche zur anderen erstreckt,
Führen zweier Endabschnitte eines Leiters des Schmelzleiterelements aus dem Innenraum durch die Stirnflächen hindurch um die Wandung des Hohlkörpers herum derart, daß sie außen an jeweils einer Klebestelle der Außenfläche des Hohlkörpers angeordnet werden,
Aufbringen eines Klebstoffs zumindest auf die beiden Klebestellen der Außenfläche des Hohlkörpers derart, daß dabei auch jeweils ein Teil der Endabschnitte des Leiters des Schmelzleiterelements benetzt wird, Aufsetzen zweier Kontaktkappen mit jeweils einem Boden und sich daran anschließenden Seitenwandungen auf den Hohlkörper derart, daß die Böden der beiden Kontaktkappen den Innenraum an den Stirnflächen zumindest teilweise verschließen und die Seitenwandungen jeweils einen Abschnitt der Außenfläche der Wandung des Hohlkörpers überdecken, wobei die Abschnitte die beiden Klebestellen einschließen.

Document EP-A-0 822 568 (BEL FUSE INC) is considered to be the closest prior art. It discloses the following method steps of method claim 1:

Providing a hollow body which is formed by a tubular wall surrounding an inner space and has two opposing open end faces,
Inserting a fusible conductor element into the interior of the hollow body such that the fusible conductor element extends substantially from one end face to the other,
Guiding two end sections of a conductor of the fusible conductor element out of the inner space through the end surfaces around the wall of the hollow body such that they are arranged on the outside of a respective adhesive point of the outer surface of the hollow body,
Applying an adhesive at least on the two splices of the outer surface of the hollow body such that in each case a part of the end portions of the conductor of the fusible conductor element is wetted, placing two contact caps, each with a bottom and adjoining side walls on the hollow body such that the bottoms two contact caps at least partially close the interior of the end faces and the side walls each cover a portion of the outer surface of the wall of the hollow body, wherein the sections enclose the two splices.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein zum Herstellen eines Sicherungsbauelementes der eingangs genannten Art zu schaffen, das auch bei relativ geringer Baugröße nach Durchschmelzen des Schmelzleiters eine minimale Neigung zur Aufrechterhaltung eines Lichtbogens aufweist.The object of the invention is therefore to provide a for producing a fuse component of the type mentioned, which even after a relatively small size after melting of the fuse conductor has a minimal tendency to sustain an arc.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherungsbauelements mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method for producing a fuse component with the features of claim 1.

Erfindungsgemäß sind bei dem Sicherungsbauelement der eingangs genannten Art die Endabschnitte des Leiters des Schmelzleiterelements jeweils außerhalb des Innenraums in einem zwischen der Außenfläche des Hohlkörpers und der Seitenwandung einer der Kontaktkappen gebildeten spaltförmigen Raum durch eine Klebeverbindung befestigt, so daß die an den Innenraum angrenzenden Flächen im wesentlichen frei von organischen Materialien sind. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das Vorhandensein organischer Materialien (d.h. kohlenstoffhaltiger Materialien) im Innenraum des Sicherungsbauelements die Neigung zur Aufrechterhaltung eines Lichtbogens erhöht. Die organischen Materialien rühren beispielsweise von Flußmitteln her, die bei Herstellung von Lötverbindungen zwischen dem Schmelzleiter und den Kontaktkappen verwendet werden. Darüber hinaus könnten organische Materialien von Klebstoffen herrühren, die am Boden der Kontaktkappen im Innenraum immer dann vorhanden wären, wenn die gesamte Kontaktkappe mit Klebstoff gefüllt und auf das Ende der Röhrchen aufgesetzt würde. Erfindungsgemäß wird die Klebeverbindung nur in dem (aufgrund des Spiels vorhandenen) spaltförmigen Raum zwischen der Kontaktkappe und der Außenfläche des Hohlkörpers hergestellt. Dies ermöglicht ein Freihalten des Bodens der Kontaktkappe von organischen Klebstoffbestandteilen. Vorzugsweise hat die Klebeverbindung einen ausreichenden Abstand von dem dem Kappenboden zugewandten Rand des Hohlkörpers (z.B. Röhrchens). Der Innenraum bleibt "im wesentlichen" frei von organischen Klebstoffbestandteilen, was bedeutet, daß ggf. geringe, an dem Spalt zwischen dem Rand des Röhrchens und der Innenwandung der Kontaktkappe in den Innenraum austretende Klebstoffreste vernachlässigt werden sollen.According to the invention, the end sections of the conductor of the fusible conductor element are each secured outside the interior in a gap-shaped space formed between the outer surface of the hollow body and the side wall of one of the contact caps by an adhesive bond, so that the surfaces adjacent to the interior substantially free of organic materials. The invention is based on the recognition that the presence of organic materials (ie, carbonaceous materials) in the interior of the fuse component increases the tendency to sustain an arc. For example, the organic materials are derived from fluxes used in making solder joints between the fusible conductor and the contact caps. In addition, organic materials could result from adhesives that would be present at the bottom of the contact caps in the interior whenever the entire contact cap was filled with adhesive and placed on the end of the tubes. According to the invention the adhesive bond is made only in the existing (due to the game) gap-shaped space between the contact cap and the outer surface of the hollow body. This allows the bottom of the contact cap of organic adhesive components to be kept clear. Preferably, the adhesive connection has a sufficient distance from the edge of the hollow body facing the cap base (eg tube). The interior remains "substantially" free of organic adhesive components, which means that possibly small, at the gap between the edge of the tube and the inner wall of the Contact cap in the interior leaving adhesive residues should be neglected.

Unter einem Hohlkörper im Sinne dieser Offenbarung soll nicht nur ein Röhrchen mit zylindrischem Querschnitt oder einem über die Länge konstanten Querschnitt oder mit sich geradlinig erstreckendem Innenraum verstanden werden, obwohl diese Ausführungsformen bevorzugt sind. Das Schmelzleiterelement kann beispielsweise ein einfacher Schmelzdraht, ein um einen Kern gewickelter Schmelzdraht oder ein mit einer Schmelzleiterschicht beschichtetes Trägerelement sein, wobei sich der Kern bzw. der Träger bzw. der einfache Schmelzdraht vorzugsweise geradlinig in dem Innenraum des Hohlkörpers erstrecken. Unter einer Kontaktkappe im Sinne dieser Beschreibung ist nicht nur eine metallische Kontaktkappe mit ebenem Boden und sich daran anschließenden zylindrischen Seitenwandungen zu verstehen. Die Kontaktkappe könnte auch einen Boden aufweisen, der die offene Stirnfläche des Hohlkörpers nur teilweise verschließt. Die Seitenwandung braucht auch nicht die Außenfläche des Hohlkörpers über dem gesamten Umfang gleichmäßig zu umgreifen; es wird lediglich gefordert, daß wenigstens eine Seitenwandung der Kontaktkappe einen Abschnitt der Außenfläche der Wandung des Hohlkörpers überdeckt, wobei in diesem überdeckten Abschnitt ein Endabschnitt des Schmelzleiters angeordnet ist und zumindest dort eine Klebeverbindung hergestellt wird. Die Klebeverbindung dient der Befestigung des Endabschnitts des Schmelzleiters; sie braucht aber nicht in jedem Fall auch der elektrischen Kontaktierung des Schmelzleiters zu dienen. Der elektrische Kontakt zum Schmelzleiter kann auch durch mechanisches Andrücken der Kontaktkappe hergestellt sein.For the purposes of this disclosure, a hollow body is to be understood as meaning not only a tube with a cylindrical cross section or a cross section which is constant over the length or with a rectilinearly extending interior, although these embodiments are preferred. The fusible conductor element may, for example, be a simple fusible wire, a fusible wire wound around a core or a carrier element coated with a fusible conductor layer, the core or the carrier or the simple fusible wire preferably extending in a straight line in the interior of the hollow body. Under a contact cap in the sense of this description is not only a metallic contact cap with a flat bottom and adjoining cylindrical side walls to understand. The contact cap could also have a bottom which only partially closes the open end face of the hollow body. The side wall also does not need to embrace the outer surface of the hollow body over the entire circumference uniformly; it is only required that at least one side wall of the contact cap covers a portion of the outer surface of the wall of the hollow body, wherein in this covered portion, an end portion of the fusible conductor is arranged and at least there an adhesive bond is made. The adhesive bond is used to attach the end portion of the fusible conductor; but it does not need to serve in any case, the electrical contacting of the fusible conductor. The electrical contact to the fusible conductor can also be made by mechanical pressing of the contact cap.

Bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird zunächst ein Hohlkörper bereitgestellt, der von einer einen Innenraum umgebenden rohrförmigen Wandung gebildet ist und zwei einander gegenüberliegende offene Stirnflächen aufweist ("Einander gegenüberliegend" bedeutet im Rahmen dieser Offenbarung nicht zwangsläufig, daß die Stirnflächen in parallelen Ebenen liegen; die Stirnflächen könnten beispielsweise ein gekrümmtes Rohr veränderlichen Querschnitts abschließen). In diesen Hohlkörper wird ein Schmelzleiterelement derart eingebracht, daß sich das Schmelzleiterelement im wesentlichen von einer Stirnfläche zur anderen erstreckt. Zwei Endabschnitte eines Leiters des Schmelzleiterelements werden aus dem Innenraum durch die Stirnflächen hindurch um die Wandung des Hohlkörpers derart herumgeführt, daß sie außen an jeweils einer Klebestelle der Außenfläche des Hohlkörpers angeordnet werden. Ein Klebstoff wird zumindest auf die beiden Klebestellen der Außenfläche des Hohlkörpers derart aufgebracht, daß dabei auch jeweils ein Teil der Endabschnitte des Leiters des Schmelzleiterelements benetzt wird. Dann werden zwei Kontaktkappen mit jeweils einem Boden und sich daran anschließenden Seitenwandungen auf den Hohlkörper derart aufgesetzt, daß die Böden der beiden Kontaktkappen den Innenraum an den Stirnflächen zumindest teilweise verschließen und die Seitenwandungen jeweils einen Abschnitt der Außenfläche der Wandung des Hohlkörpers überdecken, wobei die Abschnitte die beiden Klebestellen einschließen. Anschließend härtet der Klebstoff aus. Dadurch werden die Endabschnitte des Leiters des Schmelzleiterelements außerhalb des Innenraums in einem zwischen der Außenfläche und der Seitenwandung gebildeten spaltförmigen Raum durch eine Klebeverbindung derart befestigt, daß die an den Innenraum angrenzenden Flächen im wesentlichen frei von organischen Materialien gehalten werden.In the manufacturing method according to the invention, a hollow body is initially provided, which is formed by a tubular wall surrounding an interior and has two opposing open end faces ("mutually opposite" means in the context of this disclosure not necessarily that the faces lie in parallel planes; the end faces could, for example, complete a curved tube of variable cross-section). In this hollow body, a fusible conductor element is introduced such that the fusible conductor element extends substantially from one end face to the other. Two end sections of a conductor of the fusible conductor element are guided around the wall of the hollow body from the inner space through the end faces in such a way that they are arranged on the outside of a respective adhesive point of the outer surface of the hollow body. An adhesive is applied at least to the two splices of the outer surface of the hollow body such that in each case a part of the end portions of the conductor of the fusible conductor element is wetted. Then two contact caps, each with a bottom and adjoining side walls are placed on the hollow body such that the bottoms of the two contact caps close the interior of the end faces at least partially and the side walls each cover a portion of the outer surface of the wall of the hollow body, wherein the sections include the two splices. Then the adhesive hardens. Thereby, the end portions of the conductor of the fusible element outside the inner space are fixed in a gap-shaped space formed between the outer surface and the side wall by an adhesive connection such that the surfaces adjacent to the inner space are kept substantially free of organic materials.

Ein durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestelltes Bauelement weist eine Reihe von Vorteilen auf. Die Verwendung einer Klebeverbindung zum Befestigen der Endabschnitte des Schmelzleiterelements ermöglicht den Verzicht auf Lötverbindungen im Bauelement. Dies wiederum erleichtert das Montieren des Sicherungsbauelements in die Anwendungsschaltung durch Lötverbindungen, wie beispielsweise eine SMD-Montage, da die thermische Beanspruchung des Sicherungsbauelements bei dessen Montage in eine Schaltung nicht zu einem Aufweichen, Lockern oder Lösen der im Bauelement vorhandenen Verbindungen führen kann. Neben dem bereits genannten Vorteil der Vermeidung eines (organischen) Flußmittels hat das Fehlen einer Lötverbindung im Sicherungsbauelement ferner den Vorteil der Herstellbarkeit eines bleifreien Sicherungsbauelements. Um Flußmittelreste im Sicherungsbauelement zu vermeiden, schlug der Stand der Technik komplizierte flußmittelfreie Lötverbindungen vor. Bei diesen, beispielsweise in der WO 98/34263 beschriebenen Lötverbindungen sind spezielle Keramikröhrchen, eine spezielle Vorbehandlung der Endabschnitte der Keramikröhrchen und komplizierte Schichtaufbau-Verfahrensschritte zum Herstellen der Lötverbindung erforderlich, die zu einer Verteuerung des Bauelements führen. Auf diese komplizierten Lötverbindungstechniken kann verzichtet werden. Das erfindungsgemäße Sicherungsbauelement ist preiswert herstellbar.A device produced by the method according to the invention has a number of advantages. The use of an adhesive bond for attaching the end portions of the fusible element allows the elimination of solder joints in the device. This in turn facilitates the mounting of the fuse component in the application circuit by solder joints, such as an SMD assembly, since the thermal stress of the fuse component when mounted in a circuit can not lead to a softening, loosening or loosening of existing components in the component. In addition to the already mentioned advantage of avoiding an (organic) flux, the lack of a solder joint in the fuse component also has the advantage of the manufacturability of a lead-free fuse component. To avoid flux residues in the fuse component, the prior art proposed complicated fluxless solder joints. These, for example, in WO 98/34263 solder joints described special ceramic tubes, a special pretreatment of the end portions of the ceramic tubes and complicated layer construction process steps for producing the solder joint are required, which lead to an increase in the cost of the device. These complicated solder connection techniques can be dispensed with. The fuse component according to the invention is inexpensive to produce.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Sicherungsbauelements ist zumindest zwischen den Endabschnitten des Leiters und den Seitenwandungen der Kontaktkappen ein leitfähiger Klebstoff eingebracht. Bei dieser Ausführungsform dient die Klebeverbindung nicht nur der mechanischen Festlegung des Schmelzleiters sondern darüber hinaus gleichzeitig der elektrischen Kontaktierung. Vorzugsweise wird auch die mechanische Befestigung der Kontaktkappe an dem Hohlkörper mit Hilfe eines leitfähigen Klebstoffs hergestellt. Dies vermeidet eine im wesentlichen auf Kraftschluß basierende Befestigung der Kontaktkappen mit der damit verbundenen hohen mechanischen Beanspruchung sowohl der Kappen als auch der Hohlkörper (z.B. Keramikröhrchen). Ferner ermöglicht diese Befestigungstechnik ein relativ großes Spiel zwischen den Kappeninnenflächen und der Außenfläche des Hohlkörpers. Dies wiederum ermöglicht die Einbringung dickerer Schmelzleiterdrähte mit höherem Stromführungsvermögen. Bei der Herstellung des Schmelzleiterelements werden die dickeren Schmelzleiterdrähte zur Erzielung ausreichender Leiterlängen (d.h. eines ausreichenden ohmschen Widerstands) dichter um einen (ggf. dickeren) Kern gewickelt, was wiederum (vorteilhaft) zu einem trägeren Bauelement führen kann.In a preferred embodiment of the fuse component, a conductive adhesive is introduced at least between the end sections of the conductor and the side walls of the contact caps. In this embodiment, the adhesive bond not only serves the mechanical fixing of the fusible conductor but also at the same time the electrical contact. Preferably, the mechanical attachment of the contact cap is made on the hollow body by means of a conductive adhesive. This avoids a substantially adhesion-based attachment of the contact caps with the associated high mechanical stress on both the caps and the hollow body (eg ceramic tube). Furthermore, this fastening technique allows a relatively large clearance between the cap inner surfaces and the outer surface of the hollow body. This in turn allows the incorporation of thicker fuse wires with higher current carrying capacity. In the manufacture of the fusible conductor element, the thicker fusible conductor wires are wound around an (possibly thicker) core in order to achieve sufficient conductor lengths (ie, a sufficient ohmic resistance), which in turn (advantageously) can lead to a slower component.

Vorzugsweise weist die Klebeverbindungen einen im gehärteten Zustand bis 200 °C, vorzugsweise bis 280 °C, beständigen Klebstoff auf. Dies verbessert die Montagemöglichkeiten des Sicherungsbauelements, da eine thermische Beanspruchung bis in diese Temperaturbereiche, wie sie z.B. bei Lötverfahren (z.B. SMD) auftreten kann, ermöglicht wird.Preferably, the adhesive bonds in the cured state to 200 ° C, preferably to 280 ° C, resistant adhesive. This improves the mounting possibilities of the fuse component, since a thermal stress up to these temperature ranges, as e.g. in soldering processes (e.g., SMD).

Eine Ausführungsform des Sicherungsbauelement ist dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwandungen jeder Kontaktkappe die Außenfläche der Wandung des Hohlkörpers in einem sich über den gesamten Umfang des Hohlkörpers erstreckenden Abschnitt überdecken. Vorzugsweise erstreckt sich dabei die Klebeverbindungen über den gesamten Umfang des Hohlkörpers. Dies ermöglicht ein hermetisches Abschließen des Innenraums des Hohlkörpers und damit - bei geeigneter Prozeßführung - ein Evakuieren oder ein Befüllen des Innenraums mit einem inerten oder einem lichtbogen-löschenden oder -hemmenden Gas.An embodiment of the fuse component is characterized in that the side walls of each contact cap cover the outer surface of the wall of the hollow body in a over the entire circumference of the hollow body extending portion. Preferably, the adhesive bonds extend over the entire circumference of the hollow body. This allows a hermetic sealing of the interior of the hollow body and thus - with suitable process control - evacuation or filling of the interior with an inert or an arc-extinguishing or -hemmenden gas.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich das Schmelzleiterelement derart in dem Innenraum zwischen den beiden Stirnflächen des Hohlkörpers, daß es die Innenfläche der Wandung nur in der Nähe der Stirnflächen berührt. Vorzugsweise erstreckt sich das Schmelzleiterelement diagonal in dem Innenraum zwischen den beiden Stirnflächen des Hohlkörpers. Dies schafft eine minimale Berührungsfläche zwischen dem Schmelzleiter und der Innenwandung des Hohlkörpers bei maximaler Länge des Schmelzleiterelements und somit definierte Umgebungsverhältnisse des Schmelzleiters.In a preferred embodiment of the invention, the fusible conductor element extends in such a way in the inner space between the two end faces of the hollow body, that it touches the inner surface of the wall only in the vicinity of the end faces. Preferably, the fusible conductor element extends diagonally in the inner space between the two end faces of the hollow body. This creates a minimal contact surface between the fusible conductor and the inner wall of the hollow body at maximum length of the fusible conductor element and thus defined environmental conditions of the fusible conductor.

Vorzugsweise weist das Schmelzleiterelement einen um einen langgestreckten Träger gewickelten Schmelzleiter (Draht) auf, wobei sich der langgestreckte Träger zwischen den beiden Stirnflächen des Hohlkörpers erstreckt, wobei der Schmelzleiter um den Träger über dessen gesamte Länge gewickelt ist. Die durch das Wickeln des Schmelzleiters um einen Träger (oder Kern) geschaffenen thermischen Verhältnisse führen zu einer trägeren Charakteristik des Sicherungsbauelements, die in vielen Anwendungsfällen erwünscht ist. Vorzugsweise sind Abschnitte des gewickelten Schmelzleiters von Endabschnitten des Trägers teilweise abgezogen und aus dem Innenraum um die Wandung des Hohlkörpers herumgeführt. Dies vereinfacht die Herstellung der Kontakte und die Befestigung des Schmelzleiterelements.Preferably, the fusible conductor element has a fusible conductor (wire) wound around an elongated support, the elongate support extending between the two end faces of the hollow body, the fusible conductor being wound around the support over its entire length. The thermal conditions created by winding the fusible conductor around a support (or core) result in a slower characteristic of the fuse component, which is desirable in many applications. Preferably, portions of the wound fusible conductor are partially stripped from end portions of the carrier and guided around the wall of the hollow body from the interior space. This simplifies the manufacture of the contacts and the attachment of the fusible conductor element.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Sicherungsbauelements besteht der Hohlkörper aus einer ZrO enthaltenden Al₂O₃-Keramik (sogenannte ZTA-Keramik). Die Keramik enthält vorzugsweise 80 - 98 % Al₂O₃ und 2 - 20 % ZrO, insbesondere 90 - 95 % Al₂O₃ und 5 - 10 % ZrO. Ein derartiger Hohlkörper verringert die Berstgefahr des Sicherungsbauelements, da er auch bei der hohen thermomechanischen Beanspruchung, die durch einen im Innenraum des Hohlkörpers gezündeten Lichtbogens entsteht, keine das Bersten ermöglichende Rißbildung zeigt.In a preferred embodiment of the fuse component of the hollow body consists of a ZrO-containing Al ₂ O ₃ ceramic (so-called ZTA ceramic). The ceramic preferably contains 80-98% Al ₂ O ₃ and 2-20% ZrO, in particular 90-95% Al ₂ O ₃ and 5-10% ZrO. Such a hollow body reduces the risk of bursting of the fuse component, since it even at the high thermo-mechanical stress, which is caused by an ignited in the interior of the hollow body arc, no bursting enabling cracking.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Sicherungsbauelements weisen die Böden der Kontaktkappen jeweils eine Dicke von 0,25 - 1 mm, vorzugsweise 0,35 - 0,45 mm, und die sich daran anschließenden Seitenwandungen eine um den Faktor 1,5 bis 4, vorzugsweise den Faktor 2 bis 3, geringere Dicke auf. Dies ermöglicht einen ausreichenden Schutz gegen ein Durchbrennen eines im Innenraum gezündeten Lichtbogens durch den Boden der Kontaktkappe hindurch bei noch ausreichender mechanischer Festigkeit der Kappenseitenwandungen und dient der Einsparung von Material. Eine derartige Kappe kann vorteilhaft in einem Tiefziehverfahren hergestellt werden.In another preferred embodiment of the fuse component, the bottoms of the contact caps each have a thickness of 0.25 - 1 mm, preferably 0.35 - 0.45 mm, and the adjoining side walls by a factor of 1.5 to 4, preferably the factor 2 to 3, smaller thickness. This allows adequate protection against burning through an arc ignited in the interior through the bottom of the contact cap while still sufficient mechanical strength of the cap side walls and serves to save material. Such a cap can be advantageously prepared in a thermoforming process.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff aufgebracht wird, indem eine erste Menge einem Klebstoffreservoir entnommen und an einer ersten Klebestelle an einem Endabschnitt des Leiters aufgebracht wird und eine zweite Menge dem Klebstoffreservoir entnommen und an einer zweiten Klebestelle an dem anderen Endabschnitt des Leiters aufgebracht wird.A preferred embodiment of the manufacturing method according to the invention is characterized in that the adhesive is applied by removing a first quantity from an adhesive reservoir and applying it to a first bond at one end portion of the conductor and removing a second quantity from the adhesive reservoir and at a second bond at the other End portion of the conductor is applied.

Vorteilhafte und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous and preferred developments of the invention are characterized in the subclaims.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungsbauelements;
Figur 2 eine Längsschnittansicht des in Figur 1 dargestellten Sicherungsbauelements; und
Figur 3 eine Querschnittansicht des in Figur 2 dargestellten Sicherungsbauelements.

In the following the invention will be described with reference to a preferred embodiment shown in the drawing. In the drawing show:

Figure 1 is a side view of an embodiment of the fuse device according to the invention;
Figure 2 is a longitudinal sectional view of the fuse component shown in Figure 1; and
FIG. 3 is a cross-sectional view of the fuse component shown in FIG.

Die in Figur 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsform des Sicherungsbauelements 1 besteht aus einem Keramikröhrchen 2, auf dessen beide Enden jeweils eine Kontaktkappe 3 aufgesetzt ist und in dessen (in Figur 1 nicht gezeigten) Innenraum sich eine Schmelzleiterelement erstreckt. Das Sicherungsbauelement 1 hat beispielsweise eine Länge von etwa 10 mm und einen Durchmesser von etwa 2 bis 3 mm. Vorzugsweise hat das Keramikröhrchen 2 eine Querschnittsfläche, deren Außenkontur ein Quadrat mit abgerundeten Ecken darstellt. Die aufgesetzten Kappen 3 weisen jeweils Böden 7 und daran angrenzenden Seitenwandungen 8 auf, wobei die Form der Kappen 3 vorzugsweise an die quadratische Außenkontur des Keramikröhrchens 2 angepaßt ist. Insbesondere ist vorzugsweise die Innenkontur der Seitenwandungen 8 der Kappen 3 derart an die Kontur der Außenfläche 9 des Röhrchens 2 angepaßt, daß sich zwischen der Außenfläche 9 und den Kappenwandungen 8 ein Spaltraum ergibt.The illustrated in Figure 1 preferred embodiment of the fuse component 1 consists of a ceramic tube 2, on both ends of which a contact cap 3 is placed and in its (not shown in Figure 1) interior, a fusible conductor element extends. The fuse component 1 has for example a length of about 10 mm and a diameter of about 2 to 3 mm. Preferably, the ceramic tube 2 has a cross-sectional area whose outer contour represents a square with rounded corners. The attached caps 3 each have bottoms 7 and adjacent side walls 8, wherein the shape of the caps 3 is preferably adapted to the square outer contour of the ceramic tube 2. In particular, preferably, the inner contour of the side walls 8 of the caps 3 is adapted to the contour of the outer surface 9 of the tube 2, that there is a gap between the outer surface 9 and the cap walls 8.

Figur 2 zeigt eine Längsschnittansicht durch das in Figur 1 dargestellte Sicherungsbauelement 1. Figur 3 zeigt eine Querschnittsansicht, wobei der Schnitt in dem Spaltraum zwischen einem Boden 7 einer Kontaktkappe 3 und einer Stirnfläche des Keramikröhrchens 2 geführt ist. Anhand der Figuren 2 und 3 werden im folgenden weitere Details der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungsbauelements 1 beschrieben.FIG. 2 shows a longitudinal sectional view through the fuse component 1 shown in FIG. 1. FIG. 3 shows a cross-sectional view, the section being guided in the gap between a bottom 7 of a contact cap 3 and an end face of the ceramic tube 2. With reference to Figures 2 and 3 further details of the preferred embodiment of the fuse component 1 according to the invention will be described below.

Das Keramikröhrchen 2 mit quadratischer Außenkontur hat einen durch eine kreisförmige Längsbohrung gebildeten Innenraum 5. Der Innenraum 5 wird durch die Innenwandung des Keramikröhrchens 2 und die beiden offenen Stirnflächen gebildet. Im Innenraum 5 erstreckt sich zwischen den beiden Stirnflächen ein Schmelzleiterelement 4. Das Schmelzleiterelement 4 umfaßt bei der bevorzugten Ausführungsform einen um einen Kern 14 gewickelten Schmelzleiter 6. Bei dem Schmelzleiter handelt es sich vorzugsweise um einen dünnen Draht, der beispielsweise die Metalle Silber, Kupfer, Zink, Zinn und/oder Blei enthalten kann. Der Schmelzleiterdraht 6 kann aus einem im wesentlichen reinen Metall oder einer Legierung der genannte Metalle bestehen. Darüber hinaus kann er auch schichtweise aus verschiedenen Materialien aufgebaut sein. Beispielsweise kann der Schmelzleiterdraht 6 ein außen versilberter Kupferdraht sein, der aufgrund von mit Metalldiffusionseffekten einhergehenden Änderungen des spezifischen Widerstands im Vergleich zu einem homogenen Draht ein trägeres Verhalten des Sicherungsbauelements 1 bewirkt. Der Kern 14 des Schmelzleiterelements 4 besteht beispielsweise aus einem Glasfaserstrang.The ceramic tube 2 with a square outer contour has an inner space 5 formed by a circular longitudinal bore. The inner space 5 is formed by the inner wall of the ceramic tube 2 and the two open end faces. In the interior 5 extends between the two end faces of a fusible element 4. The fusible conductor element 4 comprises in the preferred embodiment, a wound around a core 14 fusible conductor 6. The fusible conductor is preferably a thin Wire, which may contain, for example, the metals silver, copper, zinc, tin and / or lead. The fuse wire 6 may be made of a substantially pure metal or an alloy of said metals. In addition, it can also be constructed in layers of different materials. For example, the fuse wire 6 may be an externally silver-plated copper wire that causes a sluggish behavior of the fuse device 1 due to changes in resistivity associated with metal diffusion effects as compared to a homogeneous wire. The core 14 of the fusible conductor element 4 consists for example of a glass fiber strand.

Das Schmelzleiterelement 4 weist vorzugsweise einen Schmelzleiterdraht 6 auf, der sich über die gesamte Länge des Schmelzleiterelements 4 erstreckt und darüber hinaus aus dem Innenraum 5 des Keramikröhrchens 2 durch die Stirnflächen hinaus um den Rand des Keramikröhrchens 2 herumgeführt ist, so daß er an beiden Enden des Keramikröhrchens 2 auf dessen Außenfläche 9 aufliegt. Dabei enthält das Schmelzleiterelement 4 keine inneren Lötverbindungen und keine an den Enden des Schmelzleiterdrahts befestigten Zuleitungsdrahtabschnitte.The fusible conductor element 4 preferably has a fusible conductor wire 6 which extends over the entire length of the fusible conductor element 4 and, moreover, is led out of the inner space 5 of the ceramic tube 2 through the end faces around the edge of the ceramic tube 2, so that it lies at both ends of the ceramic tube 2 Ceramic tube 2 rests on the outer surface 9. In this case, the fusible conductor element 4 contains no internal solder joints and no lead wire sections attached to the ends of the fuse wire.

Für verschiedene Nennströme des Sicherungsbauelements 1werden bevorzugt unterschiedlich dicke Schmelzleiterdrähte 6 verwendet. Beispielsweise weist der Schmelzleiterdraht einen Durchmesser von ca. 0,03-0,075 mm für einen Nennstrom von 500 mA, einen Durchmesser von ca. 0,09-0,12 mm für einen Nennstrom von 1,25 A und einen Durchmesser von ca. 0,12-0,16 mm für einen Nennstrom von 2 A auf.For different rated currents of the fuse component 1, differently-sized fuse wire wires 6 are preferably used. For example, the fuse wire has a diameter of about 0.03-0.075 mm for a rated current of 500 mA, a diameter of about 0.09-0.12 mm for a rated current of 1.25 A and a diameter of about 0 , 12-0.16 mm for a rated current of 2 A.

Bei einer Ausführungsform ist der Schmelzleiterdraht 6 um den Kern 14 zumindest im mittleren Bereich des Schmelzleiterelements 4 mit gleichmäßigen Drahtwindungsabständen gewickelt. Bevorzugt wird hierbei ein Abstand, der zu einer Belegungsdichte von 25-75% führt. Die Belegungsdichte beeinflußt die Trägheit der Charakteristik des Sicherungsbauelements.In one embodiment, the fuse wire 6 is wound around the core 14 at least in the central region of the fuse element 4 at even wire pitches. In this case, preference is given to a distance which leads to an occupancy density of 25-75%. The occupancy density is affected the inertia of the characteristic of the fuse component.

Bei alternativen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sicherungsbauelements 1 könnte auch anstelle des gewickelten Schmelzleiters ein geradlinig durch den Innen Raum 5 des Röhrchens 2 geführter Schmelzleiterdraht verwendet werden.In alternative embodiments of the fuse component 1 according to the invention, instead of the wound fusible conductor, a fusible conductor wire routed in a straight line through the interior space 5 of the tube 2 could also be used.

Die beiden Kontaktkappen 3 sind vorzugsweise aus Kupfer oder einer kupferhaltigen Legierung, beispielsweise einer Kupfer-Zink-Legierung (Messing), hergestellt. Alternativ könnten die Kappen auch aus Materialien mit lichtbogenkühlenden Eigenschaften, wie z.B. Titan, hergestellt sein. Die Kappen 3 könnten auch einen Mehrschichtaufbau haben. Ferner könnte in den Innenraum zwischen dem Boden 7 der Kappe 3 und der Stirnfläche des Keramiköhrchens 2 ein die Stirnfläche abdeckendes Plättchen eingelegt sein, wobei das Plättchen aus einem Material mit lichtbogenkühlenden Eigenschaften bestehen könnte.The two contact caps 3 are preferably made of copper or a copper-containing alloy, for example a copper-zinc alloy (brass). Alternatively, the caps could also be made of materials having arc-cooling properties, such as, for example, Titanium, to be made. The caps 3 could also have a multi-layer structure. Further, in the interior space between the bottom 7 of the cap 3 and the end face of the ceramic tube 2, a platelet covering the end face could be inserted, wherein the platelet could consist of a material with arc-cooling properties.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des Sicherungsbauelements 1 weisen die Kappen 3 Böden 7 auf, die im Vergleich zu den Wandungen 8 relativ dick sind. Die Böden 7 weisen eine Dicke auf, die einem Durchbrennen eines im Innenraum 5 gebildeten Lichtbogens widerstehen kann. Vorzugsweise weisen die Böden 7 der Kappen 3 eine Dicke von 0,25-1 mm, insbesondere 0,4 mm, auf. Die Dicke der Seitenwandungen kann wesentlich geringer sein, da die Seitenwandungen weder einer Lichtbogenbelastung noch (aufgrund der bevorzugten Klebebefestigung) größeren mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. Die Dicke der Seitenwandungen 8 beträgt vorzugsweise 0,1 bis 0,3 mm, insbesondere etwa 0,2 mm. Die dünnen Seitenwandungen führen nur nicht nur zu einer Materialeinsparung sondern darüber hinaus zu minimalen Außenabmessungen des Sicherungsbauelements bei vorgegebener Röhrchendimension. Die Kappen sind vorzugsweise einstückig und beispielsweise durch ein Tiefziehverfahren hergestellt.In the preferred embodiment of the fuse component 1, the caps 3 floors 7, which are relatively thick compared to the walls 8. The bottoms 7 have a thickness which can withstand a burnout of an arc formed in the interior 5. The bottoms 7 of the caps 3 preferably have a thickness of 0.25-1 mm, in particular 0.4 mm. The thickness of the sidewalls may be significantly less because the sidewalls are not subject to either arc stress or (due to preferred adhesive attachment) greater mechanical stresses. The thickness of the side walls 8 is preferably 0.1 to 0.3 mm, in particular about 0.2 mm. The thin side walls only lead not only to a material saving but also to minimal outer dimensions of the fuse component for a given tube dimension. The caps are preferably in one piece and made, for example, by a deep drawing process.

Die Innenabmessungen der Kappen 3 sind so gewählt, daß nach dem Aufstecken der Kappen 3 auf das Keramikröhrchen 2 ein spaltförmiger Raum zwischen den Innenwandungen der Kappen 3 und der Außenfläche 9 des Keramikröhrchens 2 verbleibt. Der verbleibende Spaltraum ist ausreichend breit, um die (relativ dicken) Drahtenden des Schmelzleiters 6 aufzunehmen. Dies ermöglicht den unten beschriebenen erfindungsgemäßen Herstellungsprozeß des Sicherungsbauelements.The inner dimensions of the caps 3 are chosen so that after fitting the caps 3 on the ceramic tube 2, a gap-shaped space between the inner walls of the caps 3 and the outer surface 9 of the ceramic tube 2 remains. The remaining gap space is sufficiently wide to accommodate the (relatively thick) wire ends of the fusible conductor 6. This enables the inventive manufacturing process of the fuse component described below.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Sicherungsbauelements 1 kann der Innenraum 5 teilweise oder vollständig mit einem Füllmedium gefüllt sein. Vorzugsweise wird als Füllmedium ein lichtbogenhemmendes Material verwendet. Dies reduziert die Gefahr der unerwünschten Lichtbogenbildung noch weiter. Beispielsweise wird der Innenraum 5 mit Sand gefüllt. Sofern, wie bei der bevorzugten Ausführungsform, die Kontaktkappen 3 derart ausgebildet sind, daß ein schmaler Spaltraum zwischen den Kontaktkappen 3 und der Außenfläche 9 des Keramikröhrchens 2 verbleibt, wird die Korngröße des Füllmediums so gewählt, daß dieses nicht aus dem Innenraum 5 austreten kann.In a further development of the fuse component 1 according to the invention, the interior 5 can be partially or completely filled with a filling medium. Preferably, an arc-inhibiting material is used as the filling medium. This further reduces the risk of unwanted arcing. For example, the interior 5 is filled with sand. If, as in the preferred embodiment, the contact caps 3 are formed such that a narrow gap space between the contact caps 3 and the outer surface 9 of the ceramic tube 2 remains, the grain size of the filling medium is chosen so that it can not escape from the interior 5.

Zur Herstellung des Sicherungsbauelements werden zunächst das Keramikröhrchen 2 und ein mit dem Schmelzleiterdraht 6 umwickelter Kern 14 zur Verfügung gestellt. Der mit dem Schmelzdraht 6 umwickelte Kern 14 wird dazu vorzugsweise von einem längeren vorgefertigten drahtumwickelten Glasfaserstrang abgeschnitten, wobei ein Abschnitt in einer Länge zur Verfügung gestellt wird, die näherungsweise der Länge einer Diagonalen im Innenraum 5 des Keramikröhrchens 2 entspricht. Beim Einlegen des Abschnitts des drahtumwickelten Glasfaserstrangs wird an beiden Enden des Abschnitts jeweils ein vorgegebener Endabschnitt 10 des Schmelzleiterdrahts 6 abgezogen, wobei ein abgezogenes Ende 10 des Drahtes 6 zunächst an dem einen Ende des Röhrchens 2 und dann das andere Drahtende 10 an dem anderen Ende des Röhrchens 2 um dessen Wandung herumgelegt und auf der Außenfläche 9 des Keramikröhrchens 2 fixiert wird. Die Drahtenden 10 werden durch Aufbringen einer vorgegebenen Menge eines leitfähigen Klebstoffs fixiert. Vorzugsweise werden die beiden Drahtenden 10 etwa in der Mitte jeweils einer der vier Außenflächen 9 des Keramikröhrchens 2 fixiert, wobei die einander gegenüberliegenden Drahtenden 10 an einander gegenüberliegenden Außenflächen des Keramiköhrchens 2 fixiert werden. Zusätzlich können an jedem der beiden Enden des Keramikröhrchens 2 in dem Abschnitt, der anschließend von jeweils einer Kontaktkappe 3 abgedeckt werden soll, weitere vorgegebene Mengen des Klebstoffs aufgebracht werden. Vorzugsweise wird der Klebstoff an jedem Ende zwei einander gegenüberliegenden Stellen der vier Außenflächen des Keramikröhrchens 2 aufgebracht. Bei alternativen Ausführungsformen kann der Klebstoff auch nur an der Stelle, an der die Drahtenden 10 fixiert werden, oder auch an drei oder sämtlichen vier Außenflächen aufgebracht werden, wobei der Klebstoff auf der jeweiligen Außenfläche nur mittig oder auch den gesamten Umfang des Keramiköhrchens entlang aufgetragen werden kann. Damit läßt sich einerseits die Menge des verwendeten Klebstoffs variieren; andererseits ist entweder eine hermetische Abdichtung der Verbindung zwischen Kappe 3 und Keramikröhrchen 2 oder das selektive Offenlassen eines Luftspalts zwischen der Außenwandung 9 des Keramikröhrchens 2 und der Innenwandung der Kontaktkappe 3 möglich. Das Aufbringen des leitfähigen Klebstoffs an nur zwei einander gegenüberliegenden Stellen an beiden Enden des Keramikröhrchens 2, d.h. an insgesamt vier Stellen der Außenfläche 9 des Keramikröhrchens 2, vereinfacht die Herstellung und senkt deren Kosten. In Versuchen hat sich herausgestellt, daß es für die Schaffung der gewünschten Charakteristika des Schmelzsicherungsbauelements, insbesondere für die Schaffung einer ausreichenden Impulsbeständigkeit, im wesentlichen nicht erforderlich ist, den Innenraum 5 des Sicherungsbauelements 1 hermetisch abzudichten. Die Schaffung eines spaltförmigen Kanals zwischen dem Innenraum 5 und der Umgebung ermöglicht dagegen den Vorteil der Herstellung eines Druckentlastungskanals, der die Gefahr einer Explosion des Sicherungsbauelements 1 bei dem mit einem Verdampfen des Schmelzdrahts 6 und der Ausbildung eines Lichtbogens verbundenen Druckanstieg mindert.For the manufacture of the fuse component, first the ceramic tube 2 and a core 14 wrapped with the fuse wire 6 are made available. The core 14 wrapped with the fusible wire 6 is preferably cut off from a longer prefabricated wire-wound glass fiber strand, whereby a section of a length approximately corresponding to the length of a diagonal in the interior 5 of the ceramic tube 2 is provided. When inserting the portion of the wire-wound glass fiber strand, a predetermined end portion 10 of the fuse wire 6 is withdrawn at both ends of the portion, wherein a peeled end 10 of the wire 6 first at one end of the tube 2 and then the other wire end 10 at the other end of the Tube 2 placed around the wall and on the outer surface 9 of the ceramic tube 2 is fixed. The wire ends 10 are fixed by applying a predetermined amount of a conductive adhesive. Preferably, the two wire ends 10 are fixed approximately in the middle of each one of the four outer surfaces 9 of the ceramic tube 2, wherein the opposite wire ends 10 are fixed to opposite outer surfaces of the ceramic tube 2. In addition, at each of the two ends of the ceramic tube 2 in the section which is to be subsequently covered by a respective contact cap 3, further predetermined amounts of the adhesive can be applied. Preferably, the adhesive is applied at each end to two opposite locations of the four outer surfaces of the ceramic tube 2. In alternative embodiments, the adhesive may also be applied only at the location where the wire ends 10 are fixed, or at three or all four outer surfaces, with the adhesive applied to the respective outer surface only centrally or along the entire circumference of the ceramic tube can. Thus, on the one hand, the amount of adhesive used can be varied; On the other hand, either a hermetic sealing of the connection between cap 3 and ceramic tube 2 or the selective opening of an air gap between the outer wall 9 of the ceramic tube 2 and the inner wall of the contact cap 3 is possible. The application of the conductive adhesive at only two opposite locations at both ends of the ceramic tube 2, ie at a total of four locations of the outer surface 9 of the ceramic tube 2, simplifies the manufacture and reduces its cost. In experiments, it has been found that it is for the creation of the desired characteristics of the fuse element, in particular for the creation of a sufficient impulse resistance, substantially unnecessary to hermetically seal the interior 5 of the fuse device 1. The creation of a slit-shaped channel on the other hand, between the inner space 5 and the environment allows the advantage of manufacturing a pressure relief passage that reduces the risk of explosion of the fuse component 1 in the pressure increase associated with vaporization of the fuse wire 6 and the formation of an arc.

Nach dem Aufbringen der vorgegebenen Klebstoffmengen und vor dem Abbinden bzw. Aushärten des Klebstoffs werden auf die Enden des Keramikröhrchens 2 die Kontaktkappen 3 aufgeschoben. Die Abmessungen des zwischen den Innenwandungen der Kappen und dem Keramiköhrchen ergebenden Spalts und die aufgetragene Klebstoffmenge sind dabei so gewählt, daß sich eine sichere Klebeverbindung zwischen den Kontaktkappen 3 und dem Keramikröhrchen 2 sowie ein guter elektrischer Kontakt zwischen den Drahtenden 10 und den Kontaktkappen 3 ergibt. Die sich in dem Spalt ausbildende Klebstoffüllung ist in den Figuren 2 und 3 mit dem Bezugszeichen 11 gekennzeichnet. In den Figuren 2 und 3 erkennt man, daß sich bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform insgesamt vier einander gegenüberliegende Bereiche des Spaltraums ergeben, die mit dem Klebstoff 11 gefüllt sind.After applying the predetermined amounts of adhesive and before the setting or curing of the adhesive, the contact caps 3 are pushed onto the ends of the ceramic tube 2. The dimensions of the resulting between the inner walls of the caps and the ceramic tube gap and the applied amount of adhesive are chosen so that there is a secure adhesive connection between the contact caps 3 and the ceramic tube 2 and a good electrical contact between the wire ends 10 and the contact caps 3. The adhesive filling forming in the gap is identified in FIGS. 2 and 3 by the reference numeral 11. In FIGS. 2 and 3, it can be seen that, in the illustrated preferred embodiment, a total of four regions of the gap space which are opposite one another and which are filled with the adhesive 11 are obtained.

Zur Herstellung des Sicherungsbauelements ist es einerseits möglich, zunächst den Klebstoff an beiden Enden des Keramikröhrchens 2 aufzutragen und dann anschließend beide Kontaktkappen 3 aufzusetzen; andererseits ist es auch möglich, zunächst an einem Ende des Keramikröhrchens 2 den Klebstoff aufzubringen und eine erste Kontaktkappe 3 aufzusetzen und anschließend die gleiche Prozedur am anderen Ende des Keramikröhrchens zu wiederholen.For the production of the fuse component, it is on the one hand possible first to apply the adhesive at both ends of the ceramic tube 2 and then then put on both contact caps 3; On the other hand, it is also possible first to apply the adhesive to one end of the ceramic tube 2 and to set up a first contact cap 3 and then to repeat the same procedure at the other end of the ceramic tube.

Sofern der Innenraum 5 des Sicherungsbauelements mit einem Füllmedium, beispielsweise einem lichtbogenhemmenden Material, gefüllt werden soll, wird vorteilhafterweise zuerst die Kontaktkappe 3 auf ein Ende aufgesetzt, anschließend der Innenraum 5 mit dem Füllmedium befüllt und dann die zweite Kontaktkappe aufgesetzt.If the interior 5 of the fuse component is to be filled with a filling medium, for example an arc-inhibiting material, the contact cap 3 is advantageously first placed on one end, then the interior 5 is filled with the filling medium and then the second contact cap is placed.

Der verwendete Klebstoff kann ein Einkomponenten-Klebstoff oder ein Mehrkomponenten-Klebstoff sein. Im letztgenannten Fall könnten die Komponenten vor dem Auftragen auf das Keramikröhrchen gemischt werden oder auch Komponenten einzeln und beispielsweise schichtweise auf das Keramikröhrchen 2 aufgetragen werden. Vorzugsweise wird ein Mehrkomponentenharz verwendet, der zur Herstellung einer elektrischen Leitfähigkeit eine ausreichende Menge leitfähiger Partikel enthält, beispielsweise ein Epoxidharz mit einer Beimischung von Silber- und/oder Nickelpartikeln. Bei dem Klebstoff wird vorzugsweise ein handelsüblicher organischer Mehrkomponentenklebstoff verwendet. Alternativ könnte aber auch ein anorganischer Klebstoff oder Kit verwendet werden, der die erforderliche elektrische Leitfähigkeit aufweist. Es kann ein Klebstoff verwendet werden (beispielsweise Mehrkomponentenharz), der nach dem Aufbringen innerhalb einer vorgegebenen Zeit und gegebenenfalls in einer vorgegebenen Umgebungsatmosphäre selbständig aushärtet; alternativ kann auch ein Klebstoff verwendet werden, bei dem das Sicherungsbauelement zum Aushärten des Klebstoffs einer besonderen Behandlung, beispielsweise einer Temperung, zu unterziehen ist.The adhesive used may be a one-component adhesive or a multi-component adhesive. In the latter case, the components could be mixed prior to application to the ceramic tube or components individually and, for example, in layers applied to the ceramic tube 2. Preferably, a multi-component resin is used which contains a sufficient amount of conductive particles for the production of an electrical conductivity, for example an epoxy resin with an admixture of silver and / or nickel particles. The adhesive preferably uses a commercial multicomponent organic adhesive. Alternatively, however, an inorganic adhesive or kit could be used which has the required electrical conductivity. An adhesive may be used (for example, multicomponent resin) which self-cures after application within a predetermined time and optionally in a given ambient atmosphere; Alternatively, an adhesive may be used in which the fuse component for curing the adhesive of a special treatment, such as a tempering, is subjected.

Bei der Aufbringung des Klebstoffs auf die Außenfläche 9 des Keramikröhrchens 2 und dem anschließenden Aufsetzen der Kontaktkappen 3 wird vorzugsweise darauf geachtet, daß der Kleber sich derart innerhalb des spaltförmigen Raums zwischen Kontaktkappe 3 und Röhrchen 2 verteilt, daß ein möglichst geringer Anteil des Klebstoffs 11 an die Stirnseite des Keramikröhrchens und in den Innenraum 5 gelangt. Dadurch sollen erfindungsgemäß organische Materialien im Innenraum 5 des Sicherungsbauelements 1 vermieden werden. Dies vermindert die Gefahr der Aufrechterhaltung und Neubildung eines Lichtbogens nach Durchtrennung des Schmelzleiters bei an den Kontaktkappen 3 anliegender hoher Spannung. Das Vorhandensein organischer Materialien im Innenraum 5 würde aufgrund der Erzeugung des Lichtbogens unmittelbar nach dem Durchtrennen des Schmelzleiters dazu führen, daß Kohlenstoffabscheidungen an den Oberflächen im Innenraum 5 gebildet werden. Diese bilden leitfähige Bereiche, die die Ausbildung bzw. Neubildung von Lichtbögen erleichtern. Darüber hinaus kann es bei Einwirkung des Lichtbogens auf organische Klebstoffreste zur Bildung gasförmiger heißer Reaktionsprodukte kommen, die eine Explosion des Sicherungsbauelements begünstigen. Dies wird durch die erfindungsgemäße Befestigung der Schmelzleiterenden 10 und Kontaktkappen 3 an den Enden des Keramikröhrchens 2 vermieden.When applying the adhesive to the outer surface 9 of the ceramic tube 2 and the subsequent placement of the contact caps 3 is preferably taken to ensure that the adhesive is distributed so within the gap-shaped space between the contact cap 3 and 2 tubes, that the smallest possible proportion of the adhesive 11 at the end face of the ceramic tube and enters the interior 5. As a result, according to the invention, organic materials in the interior 5 of the fuse component 1 are to be avoided. This reduces the risk of maintenance and new formation of an arc after cutting through the fusible conductor at the voltage applied to the contact caps 3 high voltage. The presence of organic materials in the interior 5 would be due to the generation of the arc immediately after severing of the fusible lead to carbon deposits on the surfaces in the interior 5 are formed. These form conductive areas that facilitate the formation or new formation of arcs. In addition, exposure to organic adhesive residue upon formation of the arc may result in the formation of gaseous hot reaction products that promote an explosion of the fuse component. This is avoided by the inventive fastening of the fusible conductor ends 10 and contact caps 3 at the ends of the ceramic tube 2.

Die erfindungsgemäße Befestigung vermeidet darüber hinaus die Notwendigkeit von Lötverbindungen zur Herstellung elektrischer Kontakte zwischen den Schmelzleiterenden 10 und den Kontaktkappen 3. Die Herstellung der Lötverbindungen erforderte bisher die Anwendung von Flußmitteln, welche wiederum zu organischen Ablagerungen innerhalb des Innenraums 5 des Sicherungsbauelements führten. Durch die erfindungsgemäße Befestigung der Schmelzleiterenden und Kontaktkappen ist die Anwendung eines flußmittelfreien Lötverfahrens nicht mehr erforderlich, so daß ein relativ preiswertes Sicherungsbauelement hergestellt werden kann.The fixture according to the invention also eliminates the need for solder joints for making electrical contacts between the fuse wire ends 10 and the contact caps 3. The manufacture of the solder joints previously required the use of flux which in turn resulted in organic deposits within the interior 5 of the fuse component. The inventive fastening of the fusible conductor ends and contact caps, the application of a flux-free soldering is no longer required, so that a relatively inexpensive fuse component can be produced.

Sicherungsbauelemente der erfindungsgemäßen Art eignen sich besonders für die Absicherung von Telekommunikationsleitungen gegen Überströme. Dabei wird das Sicherungsbauelement beispielsweise zwischen das Ende einer Telekommunikations-Drahtleitung und einen Eingangsschluß einer Telekommunikationseinrichtung eingeschaltet. Ferner wird zwischen den Eingangsanschluß der Telekommunikationseinrichtung und Masse (Erde) ein Überspannungsschutz eingeschaltet, d.h. ein Bauelement, dessen Widerstand bei Überschreitung einer vorgegebenen (hohen) Auslösespannung an seinen Anschlüssen einen minimalen Wert einnimmt. Diese Schaltungsanordnung schafft besondere Anforderungen an das Sicherungsbauelement. Wenn beispielsweise hohe Spannungsimpulse auf der Telekommunikationsleitung auftreten, so entstehen aufgrund des verringerten Widerstands des Überspannungsschutzbauelements kurzzeitig relativ hohe Stromimpulse, die durch das Sicherungsbauelement geführt werden. Bei diesen auf Spannungsspitzen auf der Telekommunikationsleitung beruhenden Stromimpulsen, deren Länge in der Regel kürzer als eine Sekunde ist, sollte das Sicherungsbauelement noch nicht durchtrennt werden (durchschmelzen). Andererseits soll das Sicherungsbauelement bei Stromstärken, die mehr als eine Größenordnung unter den Stromstärken dieser Impulsbelastungen aber bei wenigen Mehrfachen des Nennstroms liegen, sicher abschalten, wenn diese (geringeren) Ströme über längere Dauer fließen. Dies bedeutet, daß das Sicherungsbauelement eine sehr träge Charakteristik haben sollte. Darüber hinaus gibt es zusätzliche Anforderungen an die Sicherungsbauelemente, die die Geschwindigkeit und Art des Abschaltens (Durchschmelzens) der Bauelemente unter bestimmten extremen Bedingungen betreffen. Beispielsweise soll das Sicherungsbauelement zwar kurzzeitigen Stromspitzen mit sehr hohen Strömen (> als 10 A beispielsweise) widerstehen können, aber in jedem Fall abschalten (durchtrennen), bevor die Telekommunikationsleitung Schaden nehmen kann. Zur Prüfung der Anforderungen an die Sicherungsbauelemente werden bestimmte Bedingungen, die sich im Betrieb ergeben könnten, in standardisierten Tests simuliert. Einer dieser Tests betrifft beispielsweise die Impulsfestigkeit; bei diesem Test werden bei Spannungen von beispielsweise 1000 Volt Stromimpulse von bis zu 1000 µs Dauer und Spitzenströmen von beispielsweise 100A mehrfach hintereinander erzeugt. Diesen Tests muß das Sicherungsbauelement Stand halten. Bei anderen Tests wird die Telekommunikationsleitung beispielsweise durch einen sogenannten "Leitungssimulator" nachgebildet, der in Reihe zu dem Sicherungsbauelement geschaltet wird. Diese Reihenschaltung wird Spannungs/Strom-Impulsen von beispielsweise 600 V/60 A für eine Dauer von beispielsweise 5 Sekunden ausgesetzt. Dabei muß das Sicherungsbauelement auf jeden Fall durchschmelzen, bevor der Leitungssimulator beschädigt wird.Fuse devices of the type according to the invention are particularly suitable for securing telecommunication lines against overcurrents. In this case, the fuse component is turned on, for example, between the end of a telecommunications wire line and an input terminal of a telecommunications device. Furthermore, an overvoltage protection is switched on between the input terminal of the telecommunication device and earth (ground), ie a component whose resistance assumes a minimum value when exceeding a predetermined (high) trip voltage at its terminals. This circuit arrangement creates special requirements for the fuse component. If, for example, high voltage pulses occur on the telecommunication line, so arise due to the reduced Resistance of the overvoltage protection device briefly relatively high current pulses that are passed through the fuse component. In these current pulses based on voltage peaks on the telecommunication line, the length of which is generally shorter than one second, the fuse component should not yet be severed (melted through). On the other hand, the fuse device at currents that are more than an order of magnitude below the currents of these impulse loads but at a few multiples of the rated current, safely turn off when these (lower) flows over a longer period of time. This means that the fuse component should have a very sluggish characteristic. In addition, there are additional requirements for the fuse components that affect the speed and manner of shutting down (blowing) the components under certain extreme conditions. For example, while the fuse component should be able to withstand short-term current peaks with very high currents (> 10 A, for example), it should in any case switch off (cut) before the telecommunications line can be damaged. To test the requirements for the fuse components, certain conditions that could arise during operation are simulated in standardized tests. One of these tests relates, for example, to pulse strength; In this test, current pulses of up to 1000 μs in duration and peak currents of, for example, 100 A are generated several times in succession at voltages of, for example, 1000 volts. These tests must keep the fuse component state. In other tests, the telecommunication line is simulated, for example, by a so-called "line simulator" which is connected in series with the fuse component. This series connection is subjected to voltage / current pulses of, for example, 600 V / 60 A for a duration of, for example, 5 seconds. there In any case, the fuse component must fuse through before the line simulator is damaged.

Das erfindungsgemäße Sicherungsbauelement genügt den genannten Betriebs- bzw. Testanforderungen, die insbesondere für Telekommunikationsanforderungen gelten, in hervorragender Weise. Aufgrund der Kombination eines Schmelzleiterelements mit einem relativ dicken und gewickelten Schmelzdraht mit einem von organischen Materialien und Lötverbindungen im wesentlichen freien Innenraum des Schmelzleiterelements werden sowohl die ausreichende Impulsbeständigkeit (ausreichende Trägheit) als auch das sichere Abschalten bei Extrembedingungen, die die Telekommunikationsleitung zerstören könnten, gewährleistet.The fuse component according to the invention satisfies the said operating or test requirements, which apply in particular for telecommunications requirements, in an excellent manner. Due to the combination of a fusible conductor element with a relatively thick and wound fusible wire with a substantially free interior of the fusible element of organic materials and solder joints, both the sufficient impulse resistance (sufficient inertia) and safe shutdown in extreme conditions that could destroy the telecommunication line are ensured.

Claims

A method of manufacturing a fuse element including the following steps:
providing a hollow body, which is constituted by a tubular wall surrounding an internal space and has two opposing open end faces, introducing a fusible element into the internal space of the hollow body such that the fusible conductive element extends substantially from one end face to the other,

passing two end sections of a conductor of the fusible conductive element out of the internal space through the end faces around the wall of the hollow body such that they are disposed externally at a respective adhesive point on the outer surface of the hollow body,

applying an adhesive at least to the two adhesive points on the outer surface of the hollow body such that a respective portion of the end sections of the conductor of the fusible conductive element is also wetted,

positioning two contact caps with a respective base and adjoining side walls on the hollow body such that the bases of the two contact caps at least partially close the internal space at the end faces and the side walls overlap a respective section of the outer surface of the wall of the hollow body, the sections enclosing the two adhesive points,

whereby the adhesive is applied to the outer surface of the small tube and the contact caps are then positioned such that the adhesive is distributed between the contact cap and small tube such that substantially no adhesive gets onto the end faces of the hollow body and into the internal space,

setting the adhesive,

whereby the end sections of the conductor of the fusible conductive element are secured outside the internal space in a gap-shaped space defined between the outer surface and side wall such that the surfaces adjoining the internal space are maintained substantially free of organic materials.
A method as claimed in claim 1, characterised in that a conductive adhesive is introduced, at least between the end sections of the conductor and the side walls of the contact caps.
A method as claimed in claim 1, characterised in that the adhesive is applied by removing a first amount from an adhesive reservoir and applying it to a first adhesive point on an end section of the conductor and removing a second amount from the adhesive reservoir and applying it to a second adhesive point on the other end section of the conductor.
A method as claimed in claim 1, characterised in that the fusible conductive element is introduced into the internal space of the hollow body such that it contacts the inner surface of the wall only in the vicinity of the end faces.
A method as claimed in claim 1, characterised in that a fusible conductive element is introduced, which has a fusible conductor wound around an elongate carrier, the fusible conductor having been wound about the entire length of the carrier, that sections of the wound fusible conductor are pulled away from end sections of the carrier during or after introduction of the fusible conductive element, and that the pulled away sections of the wound fusible conductor are passed out of the internal space around the wall of the hollow body.