NL8602252A - Smeltveiligheid. - Google Patents

Description

«ζ * V.O. 8372 -1-

Titel: Smeltveiligheid.

De uitvinding heeft betrekking op een smeltveiligheid van het type met bladcontacten, omvattende een huis uit een elektrisch isolerend materiaal en een in het huis opgesteld smeltelement dat tenminste bestaat uit twee 5 op afstand van elkaar opgestelde metalen strook- of bladvormige aansluitklemmen, waarvan de uiteinden steken tot buiten het huis en een metalen strook die de twee bladvormige aansluitklemmen verbindt, welke verbindingsstrook vrijwel vrij is opgesteld in een ruimte in het huis, 10 waarbij de verbindingsstrook is ingericht om door te smelten indien stroom met een sterkte boven een toelaatbare waarde gedurende een bepaalde tijd door die strook wordt geleid.

Een dergelijke smeltveiligheid is bekend, bijvoorbeeld 15 uit het Amerikaanse octrooischrift 4.344.060. Smeltveilig-heden van dit type worden veelvuldig toegepast in de automobielindustrie.

De bekende smeltveiligheid wordt in bedrijf veelal zodanig toegepast dat de contactbladen en de verbindings-20 strook in een horizontaal vlak liggen. Gewoonlijk is de constructie zodanig dat de verbindingsstrook doorsmelt bij langdurige doorgang van stroom die een sterkte heeft die in geringe mate boven de nomimale voor de smeltveiligheid vastgestelde waarde ligt of bij doorgang van een 25 stroom met zeer hoge stroomsterkte (kortsluitstroom)...

Bij een langdurige geringe overstroom zal de temperatuur van de verbindingsstrook progressief toenemen totdat de strook smelt. De temperatuurtoename is het gevolg van dissipatie van elektrisch vermogen in de elektrische 30 weerstand van het materiaal als gevolg van de doorgang van elektrische stroom daardoor.

Bij normaal bedrijf, als de stroomsterkte beneden de nominale waarde ligt, zal de in de verbindingsstrook gedissipeerde warmte niet zo groot zijn dat een deel 8602252 * « -2- van de strook doorsmelt of week wordt of door thermische uitzetting excessief langer wordt. In de strook opgewekte warmte wordt afgevoerd naar de aangrenzende contact-stroken, het huis en het paneel waarin de veiligheid 5 is opgesteld. Wanneer een strook boven de nominale stroom-sterkte door de strook loopt zal de warmte-ontwikkeling zodanig groot zijn dat niet voldoende warmte via contact-stroken en huis kan worden afgevoerd, zodat de temperatuur stijgt tot boven de doorsmelttemperatuur. De verbindings-10 strook zal voorafgaand aan het doorsmelten verweken of zacht worden. Voor de betrouwbaarheid van de smeltveiligheid is het van belang dat het zacht worden van de strook voorafgaand aan het doorsmelten alsmede het thermisch uitzetten niet zodanige vormen aanneemt dat de strook 15 gaat doorzakken en aldus de wand van het huis raakt.

In dat geval immers zal extra warmte-afvoer optreden en komt het niet meer tot doorsmelten. Bij de tot dusverre gebruikelijke stroomsterkten was de constructie zodanig dat doorzakgevaar niet of nauwelijks optrad. In geval 20 men hogere toelaatbare stroomsterkten overweegt, bijvoorbeeld van 30A en meer, dient de constructie evenwel aangepast te worden. Met name zal in een dergelijk geval veelal een langere verbindingsstrook worden gekozen. Bij een langere verbindingsstrook echter kan het geschetste probleem 25 van doorzakken en het de wand van het huis raken zich voordoen.

De uitvinding beoogt een smeltveiligheid te verschaffen waarbij de geschetste problemen zich niet voordoen.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt met een 30 smeltveiligheid die is voorzien van middelen om het bij verhitting doorzakken van de verbindingsstrook, waardoor een goede werking zou worden verhinderd tegen te gaan.

De volgens de uitvinding voorziene middelen kunnen tweeërlei zijn. Volgens een eerste mogelijkheid bestaan genoemde 35 middelen uit in de ruimte binnen het huis vanuit de wand van het huis naar de verbindingsstrook gerichte uitsteeksels, 8662252 * -3- die de verbindingsstrook hetzij permanent, hetzij bij een eerste begin van doorzakken, ondersteunen. Volgens een tweede mogelijkheid,.die tegelijk met of bij voorkeur in plaats van de eerste mogelijkheid kan worden gerealiseerd, 5 omvatten de middelen om doorzakken van de verbindingsstrook tegen te gaan voorzieningen aan de verbindingsstrook zelf.

Bij een geschikte uitvoeringsvorm van de smeltveilig-heid volgens de uitvinding bestaan de voorzieningen aan 10 de verbindingsstrook uit smeltpunt verlagende middelen in combinatie met middelen voor het concentreren van het doorsmelten op een gewenste plaats. Bij voorkeur bestaan daarbij de smeltpunt verlagende middelen uit . tinknobbels en de het doorsmelten concentrerende middelen 15 uit verjongingen van de strook, gaten in de strook of gaten in de strook gecombineerd met verdikkingen rond de gaten.

Bij een zeer goed gebleken smeltveiligheid volgens de uitvinding is in een verbindingsstrook uit zink een 20 holniet uit tin aangebracht en is in de holte van die holniet een prop van koper opgesteld die wordt ondersteund of die op zeer korte afstand ligt van een uitsteeksel uit de wand van het huis.

Bij een andere geschikte uitvoeringsvorm van de 25 smeltveiligheid volgens de uitvinding bestaat de verbindingsstrook uit koper uit twee delen, die door middel van een door een extrusie-klinktechniek. aangebrachte tinknobbél zijn verbonden.

Door geschikte keuze van het materiaal van de 30 verbindingsstrook en de daarop en daarin aan te brengen knobbels, gaten, verdikkingen van hetzelfde of van ander materiaal, kan niet alleen het doorzakken worden vermeden, maar kan ook de smeltveiligheid meer of minder traag worden gemaakt. Het materiaal voor de bladvormige contact-35 stroken kan gelijk zijn aan het materiaal voor de verbindingsstrook. In dat geval kunnen contactstroken en verbindings- 0602252 4 -4- strook uit één stuk zijn gevormd. Noodzakelijk is zulks evenwel niet. Bij afzonderlijke contactbladen en verbindings-strook kan de verbinding tussen deze delen op geschikte wijze door een extrusie-klinktechniek zijn tot stand 5 gebracht.

Als materiaal voor de contactbladen is vertind messing geschikt/ gezien de lage prijs. Voor de verbindings-strook is dit materiaal minder gewenst, gezien de betrekkelijk hoge smelttemperatuur. Een voor beide typen stroken 10 geschikt materiaal is bijvoorbeeld zink bekleed met een koperlaag en/of een tinlaag.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening, waarin: fig. 1 een weergave in perspectief is van het 15 huis en het stelsel contactbladen en verbindingsstrook van een smeltveiligheid volgens de uitvinding; fig. 2 een weergave in doorsnede is door een eerste uitvoeringsvorm van de smeltveiligheid volgens de uitvinding; fig. 3, 4 en 5 schematische weergaven in bovenaanzicht 20 zijn van het voor toelichting van de uitvinding van belang zijnde gedeelte van verschillende varianten van de smeltveiligheid .volgens de uitvinding; fig. 6 een weergave in doorsnede is door een essentieel gedeelte van een uitvoeringsvorm van de smeltveiligheid 25 volgens de uitvinding; fig. 7A en 7B resp. in bovenaanzicht en in doorsnede een detail van een andere variant weergeven; en fig. 8A en 8B een detail van nog een variant op soortgelijke wijze weergeven.

30 In fig. 1 is de smeltveiligheid volgens de uitvinding met uiteengenomen delen weergegeven. De smeltveiligheid omvat het huis 1 van geschikt kunststofmateriaal en het eigenlijke smeltelement 2 van metaal.

Het huis 1 heeft zoals ook blijkt uit de doorsnede 35 van fig. 2 een in het algemeen rechthoekige vorm, bepaald door de betrekkelijk dicht tegenover elkaar opgestelde 8602252 -5- grote zijwanden 3 en 4, die de kleine zijwanden 5 en 6 met elkaar verbinden. De bovenzijde wordt begrensd door de bovenwand 7.

In de wanden 3 en 4 zijn ver en minder ver inspringen-5 de gedeelten voorzien. Tussen de ver inspringende delen, onder meer aangegeven bij 8 en 9 in fig. 1 zijn in het inwendige van het huis betrekkelijk nauwe doorgangen voorzien waarin de uiteinden 10 en 11 van de resp. contactbladen 12 en 13 van het smeltelement 2 min of meer nauw 10 omsloten passen. Tabvormige uiterste uiteinden 14 en 15 van de contactbladen steken darbij tot vlak onder de openingen 16, resp. 17 in het bovenvlak 7 van het huis, welke openingen aansluiten aan de genoemde nauwe doorgangen.

15 Door de minder ver inspringende delen 18 en 19 van de wanden 3 en 4 wordt in het huis 1 een ruimte 20 vrijgelaten, waarin na inbrengen van het smeltelement 2 in het huis de verbindingsstrook 21 vrijwel vrij is opgesteld. Aan de onderzijde van het inspringende deel 20 19 van de wand 4 is een strookvormig verlengstuk 22 voorzien, dat na aanbrengen van het smeltelement in het huis kan worden omgevouwen, totdat het rust tegen het ondereinde van het inspringende wanddeel 18, zodat de ruimte 20 aan de onderzijde is afgesloten.

25 De verbindingsstrook 21 van het smeltelement 2 is in fig. 1 weergegeven als één geheel vormend met de bladvormige contactstroken 12 en 13. Zulks is evenwel niet absoluut noodzakelijk. Desgewenst kan de verbindingsstrook, die het eigenlijke smeltelement is een afzonderlijke 30 strook zijn die op geschikte wijze met de contactstroken is verbonden. Hoewel voor het verbinden van een afzonderlijke verbindingsstrook solderen en lassen mogelijke technieken zijn verdient een extrusie-klinktechniek de voorkeur. Een afzonderlijke verbindingsstrook kan gewenst 35 zijn in verband met de keuze van het toe te passen materiaal. Een materiaal dat zeer geschikt als verbindingsstrookmateriaal 8602252

V

-6- kan worden toegepast op grond van doorsmelteigenschappen en dergelijke, kan op grond van economische overwegingen voor de contactbladen minder aantrekkelijk zijn.

In de in fig. 2 in doorsnede weergegeven uitvoerings-5 vorm van de smeltveiligheid volgens de uitvinding bestaan de middelen om in bedrijf het doorzakken van de verbindings-strook 21 bij toenemende warmte-ontwikkeling tegen te gaan uit een tweetal uitsteeksels 23, resp. 24 die vanaf het binnenoppervlak van het inspringende deel 18, resp.

10 het binnenoppervlak van het inspringende deel 19 steken in de richting van de verbindingsstrook 21. De uitsteeksels-23 en 24, die in de weergegeven uitvoeringsvorm de vorm hebben van kegels kunnen de verbindingsstrook 21 raken of tot vlak bij deze strook steken. In het eerste geval 15 zullen zij in bedrijf, zodra warmte in de strook 21 wordt ontwikkeld reeds een klein deel (gezien het slechts geringe contact) kunnen afvoeren. In het tweede geval vindt een dergelijke afvoer eerst plaats nadat een begin van doorzakken is opgetreden en de punt van één van de konische uitsteeksels 20 23 of 24 de verbindingsstrook 21 raakt.

In de figuren 3 en volgende zijn verschillende uitvoeringsvormen van de smeltveiligheid volgens de uitvinding in detail weergegeven. De weergave is schematisch.

Zo is in de figuren 3, 4 en 5 steeds een rechte verbindings-25 strook tussen eveneens rechte bladvormige contactstroken weergegeven. Het zal evenwel duidelijk zijn dat zowel de contactbladen als de verbindingsstrook iedere geschikte vorm kunnen hebben en met name de vorm zoals afgebeeld in fig. 1. De verbindingsstrook en de contactbladen kunnen 30 daarbij uit één stuk bestaan of afzonderlijke, op geschikte wijze met elkaar verbonden onderdelen zijn.

In fig. 3 is de verbindingsstrook 31 tussen de contactbladen 32 en 33 voorzien van een tweetal daarin geponste gaten 3·4 en 35. Tussen de gaten 34 en 35 is 35 een tinknobbel 36 afgezet. In bedrijf wordt bij juiste keus van plaats en grootte van de gaten de temperatuur.

8602252 ν' £ -7- van het gedeelte van strook 31 tussen de gaten 34 en 35 op een waarde gehouden die een bepaald maximum niet zal overschrijden door de aanwezigheid van het tin tussen de gaten. Genoemd maximum zal bij benadering de smelttempe-5 ratuur van tin zijn. Door de gaten is de warmte-overdracht van het deel tussen de gaten naar het deel van de strook 31 tussen ieder gat en de aangrenzende contactstrook maar beperkt. Door dit alles verkrijgt in bedrijf het gedeelte tussen de gaten 34 en 35 een vrijwel constante 10 temperatuur voorafgaand aan het eventueel doorsmelten# welke constante temperatuur niet of nauwelijks hoger zal zijn dan de smelttemperatuur van tin. Van gevaar voor doorzakken is daarbij praktisch geen sprake.

In fig. 4 is een variant weergegeven waarbij op 15 de strook 41, die de contactbladen 42 en 43 verbindt twee tinknobbels 44 en 45 op afstand van elkaar zijn aangebracht. Tussen de tinknobbels 44 en 45 is een gat 46 in de strook 41 geponst. Door de aanwezigheid van de tinknobbels 44 en 45 zal in bedrijf de temperatuur 20 van de strook tussen en rond die knobbels niet uitkomen boven een waarde bepaald door de smelttemperatuur van het tin. Het gat 46 betekent een vernauwing in de strook 41 zodat aldaar de grootste waarschijnlijkheid voor doorsmelten heerst. Door de beperkte temperatuur is vrijwel 25 geen gevaar voor doorzakken aanwezig.

In fig. 5 is een variant van de uitvoeringsvorm volgens fig. 3 weergegeven. De strook 51 verbindt de contactbladen 52 en 53. In het midden van de strook 51 is een tinknobbel 56 aangebracht. Aan weerszijden van 30 de tinknobbel 56 zijn verjongingen 54 en 55 in de strook 51 voorzien, die een soortgelijke funktie hebben als de gaten 34 en 35 in fig. 3.

In fig. 6 is een andere oplossing voor het doorzak-probleem weergegeven. De verbindingsstrook 61 van zink 35 is op een geschikte plaats, bijvoorbeeld in het midden, voorzien van een holniet 62 van tin. In de holniet 62 8602252 « -8- is een prop 63, bijvoorbeeld van koper opgesteld. Om bij week worden of smelten van het tin van de holniet 62 uitvallen van de prop 63 tegen te gaan wordt deze prop op zijn plaats gehouden door konische uitsteeksels 5 64 en 65, die vanaf het binnenoppervlak 66, resp. 67 van de wand van het huis van de smeltveiligheid naar binnen toe zijn gericht. In deze constructie dient de holniet 62 van tin als smeltpunt verlagend middel, waardoor de strook 61 van zink niet een zodanig hoge temperatuur 10 verkrijgt dat van doorzakken sprake kan zijn. De koperprop 63 werkt met de uitsteeksels 65 en 64 als extra warmte-afvoer en als extra warmte-capaciteit.

In fig. 7A-7B is een andere variant weergegeven, die enige gelijkenis vertoont met de uitvoeringsvorm 15 volgens fig. 3. De verbindingsstrook 71 is voorzien van twee op afstand van elkaar opgestelde gaten 72 en 73, waartussen een tinknobbel 74 is aangebracht. Het verschil met de variant van fig. 3 is dat rond de gaten verdikkingen of kragen 75, resp. 76 zijn voorzien, waardoor de warmte-20 capaciteit is vergroot. Dergelijke verdikkingen kunnen ook afzonderlijk, ongeacht de aanwezigheid van gaten zijn voorzien.

In fig. 8A-8B is nog een andere variant weergegeven. Bij deze variant bestaat de verbindingsstrook uit twee 25 delen 81 en 82, die door middel van een met behulp van een extrusie-klinkmethode aangebrachte materiaalknobbel 83 zijn verbonden. De delen 81 en 82 van de verbindingsstrook bestaan bijvoorbeeld uit koper en de materiaalknobbel 83 uit tin. Deze knobbel heeft een smeltpunt verlagende 30 werking waardoor de temperatuur voor het doorsmelten niet zo hoog kan oplopen dat doorzakken optreedt.

In de bovenstaande bespreking worden bepaalde metalen met name genoemd omdat deze voor de desbetreffende onderdelen van de smeltveiligheid volgens de uitvinding 35 geschikt zijn gebleken. Andere metalen kunnen evenwel ook worden toegepast.

8602252

Claims (7)

1. Smeltveiligheid van het type met bladcontacten, omvattende een huis uit een elektrisch isolerend materiaal en een in het huis opgesteld smeltelement dat tenminste bestaat uit twee op afstand van elkaar opgestelde metalen 5 strook- of bladvormige aansluitklemmen, waarvan de uiteinden steken tot buiten het huis en een metalen strook die de twee bladvormige aansluitklemmen verbindt, welke verbindingsstrook vrijwel vrij is opgesteld in een ruimte in het huis, waarbij de verbindingsstrook is ingericht 10 om door te smelten indien stroom met een sterkte boven een toelaatbare waarde gedurende een bepaalde tijd door die strook wordt geleid, met het kenmerk dat de smeltveiligheid is voorzien van middelen om het bij verhitting doorzakken van de verbindingsstrook waardoor een goede werking 15 zou worden verhinderd, tegen te gaan.

2. Smeltveiligheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de middelen om doorzakken van de verbindingsstrook tegen te gaan tenminste bestaan uit in de genoemde ruimte vanuit de wand van het huis naar de verbindingsstrook 20 gerichte uitsteeksels, die de verbindingsstrook hetzij permanent hetzij bij een eerste begin van doorzakken, ondersteunen.

3. Smeltveiligheid volgens conclusie 1-2, met het kenmerk, dat de middelen om doorzakken van de verbindings- 25 strook tegen te gaan voorzieningen aan de verbindingsstrook omvatten·

4. Smeltveiligheid volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat genoemde middelen bestaan uit smeltpunt verlagende middelen in combinatie met middelen voor het concentreren 30 van het doorsmelten op een gewenste plaats.

5. Smeltveiligheid volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de smeltpunt verlagende middelen bestaan uit tinknobbels en de het doorsmelten concentrerende middelen bestaan uit verjongingen van de strook, gaten in de strook of 8602252 -10- gaten in de strook gecombineerd met verdikkingen rond de gaten.

6. Smeltveiligheid volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat in een verbindingsstrook uit zink een holniet uit 5 tin is aangebracht in de holte van welke holniet een prop van koper is opgesteld die wordt ondersteund of op zeer korte afstand ligt van een uitsteeksel uit de wand van het huis.

7. Smeltveiligheid volgens conclusie 5, met het kenmerk, 10 dat de verbindingsstrook uit koper uit twee delen bestaat, die door middel van een door een extrusie-klinktechniek aangebrachte tinknobbel zijn verbonden. 8602252