DE1102249B - Widerstand mit Schmelzsicherung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Widerstand mit Schmelzsicherung, bei dem der Widerstand unter Vorspannung mit einer Zuleitung durch eine der Stromwärme des Widerstandes ausgesetzte Lötstellen verbunden ist.

Bei zahlreichen elektrischen Schaltungen ist es häufig erwünscht, einen Widerstand zur Verfügung zu haben, der bei seiner Erhitzung auf eine vorbestimmte Temperatur infolge einer elektrischen Überlastung des Widerstandes den Stromkreis unterbricht, so daß die Schaltung nicht mehr von dem Strom durchflossen werden kann und die übrigen Bestandteile der Schaltung geschützt werden. Die bisher zu diesem Zweck verwendeten Widerstände umfassen entweder ein aus Draht gewickeltes Widerstandselement, das so ausgebildet ist, daß es bei einer vorbestimmten Temperatur ausbrennt, oder einen Widerstand, der ein schmelzbares Glied umfaßt, das bei einer vorbestimmten Temperatur schmilzt, um den Widerstand zu öffnen.

Es ist weiter eine Grobfeinstromsicherung bekannt, bei der in der einen Hälfte der in Sand eingebettete Schmelzdraht und in der anderen Hälfte der mit einem metallisierten Ende versehene Widerstandskörper angeordnet ist. Dieses metallisierte Ende des Widerstandskörpers ist mit dem Schmelzdraht verlötet. Eine Feder setzt den Widerstandskörper unter eine solche Vorspannung, daß er beim Schmelzen des Lotes nach links außer Kontakt gebracht wird. Diese Grobfeinstromsicherung stellt eine ganz spezielle Ausbildung einer Sicherung dar, die praktisch nur ein einziges Mal bis zum Aufgehen der Lötstelle bzw. Durchbrennen des Schmelzdrahtes verwendet werden kann. Da die Lötstelle am Ende des Widerstandskörpers angeordnet ist, kann sie auf Wärmeänderungen des Widerstandskörpers nur recht unvollkommen reagieren.

Diese bekannte Stromsicherung weist ebenso wie die beschriebene Art einen relativ komplizierten Aufbau auf, so daß ihre Herstellung schwierig und kostspielig ist. Außerdem lassen sich die genannten Widerstände und die Stromsicherung nicht mehr verwenden, sobald sie sich einmal geöffnet haben, so daß man sie durch eine neue Einheit ersetzen muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Widerstand mit Schmelzsicherung zu schaffen, welcher einen einfachen Aufbau zeigt und vor allem beliebig oft wieder verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der eine Zuleitungsdraht des Widerstandes von dessen einem Ende aus derart federnd über den Widerstandskörper zurückgebogen und in dieser Stellung mit einem Anschlußstück verlötet ist, daß er bei Schmelzen des Lotes zurückfedert und einen Stromkreis unterbricht. Es wird also von einem ganz ge-Widerstand mit Schmelzsicherung

Anmelder:

International Resistance Company,
Philadelphia, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls

und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann,

Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 3. November 1958

Alexandre Haynman, Kopenhagen-Vanlose,
ist als Erfinder genannt worden

wohnlichen Widerstand beliebiger Art ausgegangen, ein Anschlußdraht dieses Widerstandes über den Widerstandskörper zurückgebogen und an dessen Ende die Schmelzsicherung in Form einer Lötstelle vorgesehen. Die Lötstelle liegt in unmittelbarer Nähe direkt über dem Widerstandskörper und nimmt damit in optimaler Weise an der Erwärmung des Widerstandskörpers teil. Die Schmelzsicherung spricht damit sehr zuverlässig auf Änderungen der Widerstandstemperatur an. Sobald die Schmelztemperatur des Lotes erreicht wird, federt der zurückgebogene Anschlußdraht hoch und unterbricht den Stromkreis. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß die Lötverbindung leicht wiederherzustellen ist. Ein besonderer Vorteil der Anordnung gemäß der Erfindung liegt vor allem in der Tatsache, daß die Schmelzsicherung auch nachträglich an praktisch jedem beliebigen Widerstand angebracht werden kann.

Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen, mit einer Schmelzsicherung versehenen Widerstandes;

Fig. 2 zeigt eine Stirnansicht des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1;

Fig. 3 zeigt das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 in auseinandergezogener Darstellung;

Fig. 4 ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Widerstandes mit Schmelzsicherung;

109 530/402

Fig. 5 ist eine Stirriansicht des Ausführungsbeispiels nach Fig. 5;

Fig. 6 zeigt das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 in einer aüseinandergezogenen perspektivischen Darstellung;

Fig. 7 ist eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 8 ist ein Schnitt längs der Linie 8-8 in Fig. 7.

In Fig. 1 bis 3 ist der erfindungsgemäße Widerstand mit Schmelzsicherung insgesamt mit 10 bezeichnet. Dieser Schmelzsicherungswiderstand umfaßt ein elektrisches Widerstandselement 12, von dessen Enden zwei leitende Anschluß drähte 14 und 16 ausgehen. Bei dem Widerstandselement 12 kann es sich um irgendeine bekannte Bauart eines Widerstandes handeln, z. B. erstens um einen Kern aus einem isolierenden Material, auf den ein Draht aus-einem elektrischen Widerstandsmetall schraubenlinienförmig aufgewickelt ist, und einen Mantel oder ein Gehäuse aus einem elektrisch isolierenden Material, das den Kern und den Widerstandsdraht umgibt, oder zweitens um einen Kern aus Isoliermaterial, auf dessen Außenfläche ein Film aus einem elektrischen Widerstandsmaterial, z. B. aus Kohlenstoff oder einem Metall, aufgebracht ist, sowie ein Gehäuse oder einen Mantel aus einem elektrisch isolierenden Material, das den Kern und den Widerstandsfilm umgibt, oder drittens um einen Formkörper aus einem elektrisch isolierenden plastischen Material, in dem Teilchen eines elektrischen Widerstandsmaterials, z. B. Kohlenstoff teilchen, verteilt sind, sowie ein Gehäuse oder einen Mantel aus einem elektrisch isolierenden Material, der den Formkörper umgibt. In jedem dieser Fälle, bei denen es sich jeweils um bekannte Widerstandskonstruktionen handelt, sind die Anschluß drähte 14 und 16 leitend mit den Enden des Widerstandselements-12 verbunden und erstrecken sich durch das zum Schutz des Widerstandselements dienende Gehäuse bzw. den Mantel hindurch nach außen. Ein Band oder Streifen 18 aus einem elektrisch leitenden Metall ist fest um das Widerstandselement 12 herumgelegt. Dieses Band 18 trägt zwei sich in einem gegenseitigen Abstand erstreckende, im wesentlichen parallele Arme 20 und 22, die von dem Widerstandselement nach außen ragen, sowie einen im wesentlichen U-förmigen Trogabschnitt 24 zwischen den Armen 20 und 22, der sich nach außen öffnet. Einer der Anschluß drähte, z. B. der Draht 14, ist über das Widerstandselement 12 hinweg nach innen umgebogen und ragt in den Trog 24 hinein. Der Trog ist gemäß Fig. 2 mit einem schmelzbaren Metall 26, z. B. mit einem Lot, gefüllt, durch das der Zuleitungsdraht 14 mit dem Band 18 elektrisch leitend und mechanisch verbunden ist. Die Zusammensetzung des schmelzbaren Metalls 26 ist derart, daß das Metall bei der vorbestimmten Temperatur schmilzt, bei welcher sich der Widerstand öffnen soll. Die jeweilige Zusammensetzung eines Lotes, das bei einer gewünschten Temperatur schmilzt, kann jedem einschlägigen Fachbuch oder einem Katalog für Lötmetalle entnommen werden. An dem Band 18 ist ein Anschlußstück 28 aus einem elektrisch leitenden Metall befestigt, und dieses Anschlußstück erstreckt sich über das eine Ende des Widerstandselements 12 hinaus. Das Anschlußstück bzw. der Draht 28 kann entweder mit dem Band 18 aus einem Stück bestehen oder an ihm auf geeignete Weise, z. B. durch Hartlöten oder Schweißen, befestigt sein. Zwar könnte man den Anschluß draht 28 auch mit dem Band 18 verlöten, doch ist darauf zu achten, daß ein Lot verwendet wird, das bei einer höheren Temperatur schmilzt als das schmelzbare Metall 26. Zwar zeigt Fig. 1, daß der Anschluß draht 28 von dem gleichen Ende des Widerstandselements 12 ausgeht wie der Anschlußdraht 14, so daß der mit der Schmelzsicherung versehene Widerstand 10 an jedem Ende einen Anschluß aufweist, doch kann sich der Anschluß draht 28 von dem Widerstand 10 aus auch in radialer Richtung oder in der gleichen Richtung erstrecken wie der Anschlußdraht 16. Ferner besitzt das Widerstandselement

ίο 12 nach Fig. 2 einen kreisrunden Querschnitt, und das Anschlußband 18 weist eine entsprechende Form auf, doch kann das Widerstandselement 12 jede beliebige Querschnittsform besitzen, d. h., es kann rechteckig, elliptisch usw. ausgebildet sein, wobei das Band 13 ähnlich geformt ist.

Um den mit einer Schmelzsicherung versehenen Widerstand 10 herzustellen, ist es nur erforderlich, ein Band 18, an dem ein Anschluß draht 28 befestigt ist, auf ein Widerstandselement beliebiger Art aufzuschieben, einen der Anschluß drähte des eigentlichen Widerstandselements über dieses hinweg nach innen umzubiegen und diesen Anschlußdraht mit Hilfe des schmelzbaren Metalls 26 in dem Trog 24 zu befestigen. Auf diese Weise läßt sich der Widerstand 10 mit Schmelzsicherung leicht und schnell herstellen, so daß er verhältnismäßig billig ist.

Beim Gebrauch wird der Schmelzsicherungswiderstand 10 mit Hilfe der beiden Anschluß drähte 16 und 28 in die betreffende Schaltung eingebaut. Das Wider-Standselement 12 steht dann mit der Schaltung an einem Ende über den Anschluß draht 16 und am anderen Ende über den Anschluß draht 14, das schmelzbare Metall 26, das Band 18 und den Anschlußdraht 28 in Verbindung. Während des normalen Betriebs der Schaltung wird sich das Widerstandselement 12 etwas erwärmen, jedoch nicht bis auf den Schmelzpunkt des schmelzbaren Metalls 26. Bei einer Überlastung der Schaltung wird das Widerstandselement 12 jedoch stärker erhitzt, und wenn es den Schmelzpunkt des schmelzbaren Metalls 26 erreicht, wird dieses schmelzen, und der Anschluß draht 14 wird infolge des ihm innewohnenden Federungsvermögens aus dem Trog 24 herausspringen und dabei den Widerstand 10 öffnen. Hierdurch wird das Fließen des Stroms durch die Schaltung unterbrochen, und die übrigen Elemente der Schaltung werden gegen eine Beschädigung durch elektrische Überlastung geschützt. Wenn die Ursache für die Überlastung der Schaltung beseitigt worden ist und wenn der Stromkreis wieder geschlossen werden soll, braucht man lediglich den Anschluß draht 14 wieder in den Trog 24 hineinzudrücken und ihn mit weiterem schmelzbarem Metall 26 mit dem Band 18 zu verbinden. Es ist daher .nicht erforderlich, den Schmelzsicherungswiderstand 10 zu ersetzen, wie es bei den bis jetzt bekannten Widerständen mit Schmelzsicherung der Fall ist, denn der erfindungsgemäße Schmelzsicherungswiderstand 10 läßt sich immer wieder verwenden.

Fig. 4 bis 6 zeigen eine weitere Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Schmelzsicherungswiderstandes, der hier insgesamt mit 30 bezeichnet ist. Der Widerstand 30 umfaßt einen Körper 32 aus einem elektrisch isolierenden Material, bei dem es sich um ein plastisches oder ein keramisches Material handeln kann, und dieser Körper besitzt zwei in einem gegenseitigen Abstand verlaufende Löcher 34 und 36, die sich ein kleines Stück unterhalb der Außenfläche in der Längsrichtung durch den Körper 32 erstrecken. Ferner weist der Körper 32 eine zentrale, sich ebenfalls in der Längsrichtung erstreckende Bohrung 38

Claims (6)

1. 5 6

   auf, die zur Befestigung des Schmelzsicherungs- Metall ist mit enger Passung in das Loch 62 eingewiderstandes 30 benutzt werden kann. Ein Anschluß- setzt und ragt über ein Ende des Körpers 60 hinaus, draht 40 aus einem elektrisch leitenden Metall ist mit Ein weiterer Draht 70 aus einem elektrisch leitenden enger Passung in das Loch 34 eingebaut und ragt aus Metall ist in das Loch 64 eingesetzt, aus dem es über einem Ende dieses Loches heraus. Ein weiterer An- 5 das andere Ende des Körpers 60 hinausragt, wobei das schlußdraht42 aus einem elektrisch leitenden Metall vorstehende Ende des Drahtes 70 nach innen über die ist in das Loch 36 eingesetzt, doch ragt dieser Draht Außenfläche des Körpers 60 zurückgebogen ist. Der aus beiden Enden des Körpers 32 heraus. Der Körper Körper 60 ist in der Nähe desjenigen Endes, aus dem 32 ist nahe demjenigen Ende, aus dem der Anschluß- der Anschlußdraht 68 herausragt, mit einem Querdraht 40 herausragt, mit einem quer verlaufenden io schlitz 72 versehen, der sich von der Außenfläche des Schlitz 44 versehen, der sich von der Außenfläche des Körpers zu dem Loch 62 erstreckt, so daß ein Teil des Körpers 32 bis zu dem Loch 34 erstreckt, so daß ein Anschlußdrahtes 68 frei liegt. Ferner besitzt der Kör-Abschnitt des Anschluß drahtes 40 frei liegt. Ein Band per 60 nahe demjenigen Ende, aus dem der Draht 70 46 aus einem elektrisch leitenden Metall ist nahe dem herausragt, einen Ouerschlitz 74, der sich von der anderen Ende des Körpers fest um diesen herumgelegt. 15 Außenfläche des Körpers zu dem Loch 64 erstreckt, so Das Band 46 trägt zwei sich in einem gegenseitigen daß ein Teil des Drahtes 70 frei liegt. Ein Draht 76 Abstand erstreckende, im wesentlichen parallele Arme aus einem elektrischen Widerstandsmetall ist schrau-48 und 50, die nach außen ragen, sowie einen im benlinienförmig auf die Außenfläche des Körpers 60 wesentlichen U-förmigen Trogabschnitt 52 zwischen aufgewickelt. An einem Ende erstreckt sich der Draht den beiden Armen, der sich nach außen öffnet. Ein 20 76 durch den Schlitz 72 und berührt hier den AnDraht 54 aus einem elektrischen Widerstandsmetall Schluß draht 68. An seinem anderen Ende erstreckt ist schraubenlinienförmig auf den Körper 32 aufge- sich der Draht 76 durch den Schlitz 74, innerhalb deswickelt. An einem Ende des Körpers erstreckt sich sen er den Draht 70 berührt. Der Draht 76 kann mit der Widerstandsdraht 54 durch den Schlitz 44 hin- dem Anschlußdraht 68 sowie mit dem Draht 70 verdurch, so daß er den Anschluß draht 40 berührt. Der 25 schweißt oder verlötet sein, um einen guten elektri-Widerstandsdraht 54 kann mit dem Anschlußdraht 40 sehen Kontakt zu gewährleisten. Ein zweiter Anverschweißt oder verlötet sein, um einen guten elek- Schluß draht 78 aus einem elektrisch leitenden Metall irischen Kontakt zu gewährleisten. Das andere Ende erstreckt sich durch die zentrale Bohrung 66 und ragt des Widerstandsdrahtes 54 ist mit dem Band 46 durch über beide Enden des Körpers 60 hinaus. Das Ende Schweißen, Löten od. dgl. verbunden. Der Abschnitt 30 78 a dieses zweiten Anschlußdrahtes 78, das aus dem 42a des Anschluß'drahtes 42, der aus demjenigen Ende gleichen Ende des Körpers 60 herausragt wie der des Körpers 32 herausragt, das von dem Ende des erste Anschlußdraht 68, ist über die Außenfläche des Körpers abgewandt ist, an welchem das Band 46 be- Körpers 60 hinweg nach innen umgebogen und erfestigt ist, ist über den Körper 32 hinweg nach innen streckt sich über das freie Ende des Drahtes 70. Wie umgebogen und erstreckt sich in den Trog 52. Der 35 aus Fig. 8 ersichtlich, ist das Ende des Drahtes 70 mit Trog 52 ist mit einem schmelzbaren Metall 56, z. B. einem im wesentlichen V-förmigen Trogabschnitt vereinem Lot, gefüllt, um den Anschluß draht 42 mecha- sehen, in den hinein sich das Ende 78 a des zweiten nisch und elektrisch leitend mit dem Band 46 zu ver- Anschluß drahtes 78 erstreckt. Dieser in Fig. 8 mit 80 binden. Gegebenenfalls können der Körper 32 und der bezeichnete Trog ist mit einem schmelzbaren Metall Widerstandsdraht 54 mit einem schützenden, elek- 40 82, ζ B. einem Lot, gefüllt, das eine elektrisch leitende irisch isolierenden Überzug oder Mantel versehen mechanische Verbindung zwischen dem zweiten Anwerden, der einen Teil 42 a des Zuleitungsdrahtes 42 Schluß draht 78 und dem Draht 70 herstellt,
   und den Trog 52 frei läßt. Zwar zeigen Fig. 5 und 6 Gegebenenfalls kann man den Körper 60 und den

   einen Körper 32 mit elliptischer Querschnittsform, Widerstandsdraht 76 mit einem schützenden, elekdoch kann der Körper auch jede beliebige andere 45 trisch isolierenden Überzug oder Mantel versehen, der Querschnittsform aufweisen und z. B. rechteckig, diejenigen Abschnitte der Zuleitungsdrähte 68 und 78 kreisrund od. dgl. sein. Ferner zeigen Fig. 4 und 6 sowie des Drahtes 70, die über den Körper 60 hinausein Widerstandsmaterial in Form eines Metalldrahtes, ragen, frei läßt. Zwar zeigt Fig. 7 eine elliptische doch kann statt dessen auch eine Schicht aus einem Querschnittsform des Körpers 60, doch kann auch Widerstandsmaterial, z. B. aus Kohlenstoff oder einem 50 jede gewünschte andere Querschnittsform, z. B. eine Metall, vorgesehen sein, die auf die Außenfläche des rechteckige, kreisrunde od. dgl., vorgesehen sein. Fer-Körpers 32 aufgebracht ist und sich in den Schlitz 44 ner ist in Fig. 7 als Widerstandsmaterial ein Metallhinein erstreckt, so daß sie sowohl den Anschlußdraht draht vorgesehen, doch kann statt dessen eine Schicht 40 als auch das Kontaktband 46 berührt. Der Schmelz- aus einem Widerstandsmaterial, z. B. aus Kohlenstoff sicherungswiderstand 30 wird in der gleichen Weise 55 oder einem Metall, vorhanden sein, die auf die verwendet und arbeitet ebenso wie der oben beschrie- Außenfläche des Körpers 60 aufgebracht ist und sich bene, mit einer Schmelzsicherung versehene Wider- in die Schlitze 72 und 74 hinein erstreckt, so daß sie stand 10. mit dem Anschlußdraht 68 und dem Draht 70 in Be-

   Fig. 7 veranschaulicht eine weitere Ausbildungs- rührung steht. Der mit einer Schmelzsicherung verform eines erfindungsgemäßen Widerstandes mit 60 sehene Widerstand 58 wird in der gleichen Weise beSchmelzsicherung, die hier insgesamt mit 58 bezeich- nutzt und arbeitet ebenso wie der weiter oben benet ist. Der Widerstand 58 umfaßt einen Körper 60 schriebene Schmelzsicherungswiderstand 10.
   aus einem elektrisch isolierenden Material, z. B. aus Es sei bemerkt, daß man die beschriebenen Ausfüh-

   einem plastischen oder einem keramischen Material, rungsbeispiele in der verschiedensten Weise abändern der zwei in einem gegenseitigen Abstand verlaufende 65 oder abwandeln kann, ohne den Bereich der Erfindung Löcher 62 und 64 aufweist, die ,sich in der Längsrich- zu verlassen,
   tung etwas innerhalb der Außenfläche des Körpers er-

   strecken; ferner ist eine zentrale, sich ebenfalls in der Patentansprüche:

   Längsrichtung erstreckende Bohrung 66 vorgesehen. 1. Widerstand mit Schmelzsicherung, bei dem

   Ein Anschlußdraht 68 aus einem elektrisch leitenden 70 der Widerstand unter Vorspannung mit einer Zu-

   leitung durch eine der Stromwärme des Widerstandes ausgesetzte Lötstelle verbunden ist, da durch gekennzeichnet, daß der eine Zuleitungsdraht des Widerstandes von dessen einem Ende aus derart federnd über den Widerstandskörper zurückgebogen und in dieser Stellung mit einem Anschlußstück verlötet ist, daß er bei Schmelzen des Lotes zurückfedert und den Stromkreis unterbricht.
2. 2. Widerstand nach Anspruch 1, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß das Anschluß stück einen rinnenförmig ausgebildeten Abschnitt (24, 52, 80} aufweist, in den das Ende des federnd zurückgebogenen Zuleitungsdrahtes (14, 42 a, 78 a) mittels des Lotes (26, 56, 82) eingebettet ist.
3. 3. Widerstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück in Form einer bandförmigen Klammer (18, 46) aus leiten-

   dem Material ausgebildet ist, die über den Widerstandskörper geschoben und — gegenüber dem Widerstand isoliert —- auf diesen aufgeklemmt ist.
4. 4. Widerstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Band der Klammer an zwei benachbarten Stellen zur Bildung des rinnenförmigen Abschnittes stegartig aufgebogen ist.
5. 5. Widerstand nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer mit einem elektrischen Verbindungsleiter (28) fest verbunden ist.
6. 6. Widerstand nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer an einem Ende des Widerstandskörpers angeordnet ist und in diesem Fall zugleich den elektrischen Kontakt zu dem Widerstandsmaterial unmittelbar herstellt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Zeitschrift »TFT«, Bd. 27 (1938), Heft 10, S. 384.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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