AT394637B

AT394637B - Lotpille

Info

Publication number: AT394637B
Application number: AT0210290A
Authority: AT
Inventors: Helmut Bayer
Original assignee: Electrovac
Priority date: 1990-10-18
Filing date: 1990-10-18
Publication date: 1992-05-25
Also published as: GB9119882D0; ITMI912621A1; ATA210290A; CH682862A5; ITMI912621A0; US5159309A; DE4128558A1; IT1251589B; FR2668295A1

Description

At 394 637 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lotpille für eine Temperatursicherung für elektrische Geräte, welche Sicherung eine Wärmeübertragungsplatte zur Aufnahme der Lotpille und einen auf dieser abgestützten, gegen diese vorgespannten Steuerstößel aufweist, wobei die Lotpille bei Erreichen einer bestimmten Temperatur schmilzt und eine Bewegung des Steuerstößels ermöglicht.

Lotpillen für Temperatursicherungen für elektrische Geräte der erwähnten Art sind bekannt Diese bestehen durchgehend aus einer Lotlegierung, die bei Erreichen der gewünschten Temperatur schmilzt und damit eine Bewegung des auf der Lotpille abgestützen Steuerstößels ermöglicht der seinerseits Steuerbefehle auslöst.

Der Nachteil der bekannten Lotpillen besteht darin, daß diese, wenn sie unter axialem Druck des Steuerstößels stehen, ein ausgeprägtes Kriechverhalten speziell bei höheren Temperaturen zeigen. Dies äußert sich darin, daß bereits lange vor Erreichen des Schmelzpunktes eine Höhenabnahme der Lotpillen eintritt, die ihrerseits eine schleichende Bewegung des Steuerstößels bewirkt, und damit auch die gewünschte Auslösetemperatur der Temperatursicherung Undefiniert beeinflußt

Solche Lotpillen werden z. B. gemäß der DE-PS 28 26 205 zur Temperatursicherung derart eingesetzt, daß sie in einer als Korsett wirkenden Hülse angeordnet sind, wobei der Steuerstößel in dieser Hülse gleitet und die Lotpille auf einer Wärmeübertragungsplatte aufliegt Für eine sichere und genaue Auslösung der Temperatursicherung wäre es jedoch wünschenswert eine Lotpille zur Verfügung zu haben, die bis zum Erreichen des Schmelzpunktes ein stabiles Verhalten zeigt, d. h. daß durch den axialen Druck des Steuerstößels keine Höhenabnahme der Lotpille bis zur Auslösetemperatur eintritt

Ziel der Erfindung ist es, eine Lotpille der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die sich durch ein stabiles Verhalten unter achsialem Druck auszeichnet

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Lotpille allseitig von einem metallischen Überzug umgeben ist der einen wesentlich höheren Schmelzpunkt aufweist als das von diesem umschlossene Lot

Durch diese Maßnahmen ist sichergestellt, daß bei einer Annäherung der Temperatur an die Schmelztemperatur das Innere der Lotpille zwar erweicht, aber vorerst durch den einen wesentlich höheren Schmelzpunkt aufweisenden Überzug zusammengehalten wird, sodaß die Lotpille der Belastung durch den Steuerstößel sehr lange standhalten kann und die Lotpille erst bei Erreichen der Schmelztemperatur des Lotes der Lotpille aufbricht und der Steuerstößel gegen die Wärmeübertragungsplatte bewegt werden kann.

Durch den metallischen Überzug der Lotpille ergibt sich daher eine erst bei Erreichen des Schmelzpunktes stattfindende rasche Höhenabnahme der Lotpille, die ihrerseits eine rasche Bewegung des Steuerstößels bewirkt und somit eine wesentlich genauere Einhaltung der vorgesehenen Auslösetemperatur gewährleistet.

Nach einem weiteren Merkmal kann vorgesehen sein, daß der Überzug aus Nickel oder einer Nickellegierung, wie Nickel-Chrom-Legierungen, Nickelphosphorlegierungen gebildet ist.

Solche Überzüge zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit aus und schützen das Innere der Lotpille zuverlässig vor einer Oxidation, die zu einer Veränderung der Eigenschaften des Lotes führen würde.

Weiters kann vorgesehen sein, daß der Überzug mehrschichtig aufgebaut ist und z. B. aus einer Nickel- und einer Chromschichte besteht

Durch diese Maßnahmen läßt sich eine sehr gute Anpassung der Eigenschaften des Überzugs an die jeweiligen Erfordernisse erreichen. Ferner kann eine erfindungsgemäße Weiterbildung darin bestehen, daß zwischen dem metallischen Überzug und dem die Lotpille bildenden Lot eine Kupferschichte vorgesehen ist, wodurch sich insbesondere eine einwandfreie Beschichtung mit Nickel bzw. Nickellegierungen erzielen läßt

Die vorgeschlagenen Überzüge aus Nickel und Nickellegierungen lassen sich relativ leicht aufbringen und können sowohl galvanisch, wie auch stromlos auf das Lot aufgebracht werden.

Weiters kann auch vorgesehen sein, daß der Überzug aus einer Silberlegierung besteht

Bei dieser Lösung muß jedoch darauf geachtet werden, daß die gewählte Legierung eine entsprechende Festigkeit aufweist.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung beträgt die Dicke des metallischen Überzuges 0,5 μτη bis 20 μτη, vorzugsweise 1 μτη bis 3 μτη, insbesondere etwa 2 μτη.

Dabei bietet die Wahl der Dicke des Überzugs die Möglichkeit die Festigkeitseigenschaften der Lotpille zu beeinflussen. So wird der Zusammenbruch der Lotpille mehr und mehr gegen den Schmelzpunkt der Loüegierung hin verschoben, je dicker und fester der Überzug ist. Gleichzeitig ergibt sich auch ein steilerer Festigkeitsabfall der Lotpille in einem dem Schmelzpunkt der Lotlegierung nahen Temperaturbereich.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Temperatursicherung,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Lotpille im Schnitt, und

Fig. 3 ein Diagramm der Festigkeit bzw. Höhenabnahme der Lotpille unter axialem Druck in Abhängigkeit von der Temperatur.

Die Temperatursicherung weist zwei in einem Gehäuse (1) angeordnete Kontakte (2,3) auf, an deren einem ein federnder Kontakt (4) gehalten ist, der an dem zweiten anliegt und einen in einer Bohrung des Gehäuses (1) geführten Steuerstößel (5) gegen eine im Gehäuse (1) gehaltenen Wärmeleitplatte (6) preßt.

Dieser Steuerstößel (5) ist über eine Lotstopscheibe (7) auf einer Lotpille (8) abgestützt und drückt diese gegen die Wärmeleitplatte (6). Alternativ kann der Steuerstößel (5) direkt auf der Lotpille (8) abgestützt sein.

Rund um die Führung für den Steuerstößel (5) ist eine umlaufende Lotauffangkammer (9) angeordnet. -2-

Claims

At 394 637 B Die Lotpille (8) weist, wie aus der Fig. 2 zu ersehen ist, einen aus der gewählten Lotlegierung bestehenden Kem (10) und einen diesen allseitig umgebenden Überzug (11) aus einem eine gegenüber der gewählten Lotlegierung des Kernes (10) erheblich höhere Schmelztemperatur aufweisenden Metall oder einer Metallegierung auf. Dieser Überzug kann mehrschichtig aufgebaut sein, z. B. aus einer Nickel- und einer Chromschichte. In jedem Fall kann bei einem Kem aus einer Zinn-Blei-Legierung noch eine auf diesem unmittelbar aufgebrachte Kupferschichte vorhanden sein. Die Dicke dieses Überzuges kann zweckmäßigerweise zwischen 0,5 pm bis 20 pm, vorzugsweise 1 pm bis 3 pm, insbesondere etwa 2 pm betragen, wobei sich mit zunehmender Dicke ein steilerer Verlauf der Höhenabnahme der Lotpille unter achsialem Druck gegenüber dem schmelzpunktnahen Temperaturbereich ergibt. So zeigt Fig. 3 Diagramme verschieden dick beschichteter Lotpillen aus gleichem Material. Dabei zeigt die Kurve (I) die Verhältnisse bei einer herkömmlichen Lotpille ohne Überzug. Eine solche weist eine sehr flache Kennlinie auf, d. h. Höhenabnahme der Lotpille nimmt mit steigender Temperatur nahezu linear ab. Die Kurven (II) und (ΠΙ) zeigen die Höhenabnahme verschiedener erfindungsgemäßer Lotpillen (8), wobei die Kurve (III) die Verhältnisse bei Lotpillen (8) mit stärkerem Überzug (11) zeigt, wogegen die Kurve (II) die Verhältnisse bei Lotpillen mit dünnerem Überzug zeigt. Aus der Fig. 3 ist zu ersehen, daß sich die Höhenverminderung der Lotpille bei axialer Belastung in Abhängigkeit von der Temperatur mit steigender Dicke des Überzuges (10) mehr und mehr dem mit der Kurve (IV) dargestellten optimalen Verlauf der Höhenabnahme in Abhängigkeit von der Temperatur nähert PATENTANSPRÜCHE 1. Lotpille für eine Temperatursicherung für elektrische Geräte, welche Sicherung eine Wärmeübertragungsplatte zur Aufnahme der Lotpille und einen auf dieser abgestützten, gegen diese vorgespannten Steuerstößel aufweist wobei die Lotpille bei Erreichen einer bestimmten Temperatur schmilzt und eine Bewegung des Steuerstößels ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Lotpille (8) allseitig von einem metallischen Überzug (11) umgeben ist, der einen wesentlich höheren Schmelzpunkt aufweist als das von diesem umschlossene Lot (10).
2. Lotpille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (11) aus Nickel oder einer Nickellegierung, wie Nickel-Chrom-Legierungen, Nickelphosphorlegierungen gebildet ist.
3. Lotpille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (11) mehrschichtig aufgebaut ist, und z. B. aus einer Nickel- und einer Chromschichte besteht.
4. Lotpille nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem metallischen Überzug (11) und dem die Lotpille bildenden Lot eine Kupferschichte vorgesehen ist
5. Lotpille nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (11) aus einer Silberlegierung besteht.
6. Lotpille nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des metallischen Überzuges (11) 0,5 pm bis 20 pm, vorzugsweise 1 pm bis 3 pm, insbesondere etwa 2 pm beträgt. Hiezu 1 Blatt Zeichnung