DE1515624B1 - Elektrischer Widerstand mit Schmelzsicherung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Wider- Schmelztemperatur hat. Diese Widerstände können stand, der in der durchlaufenden zentralen Längs- auch keine kurzzeitige Überlast aushalten. Diese bohrung eines Keramikgehäuses angeordnet ist, das Widerstände sind dann nicht mehr zu verwenden und mit mindestens einer durchgehenden, nach außen müssen durch neue ersetzt werden, offenen Nut von etwa keilförmigem Querschnitt ver- 5 Bei bekannten zylindrischen Schichtwiderständen sehen ist, in welcher der schieberartige, aufgewölbte mit Schmelzsicherung nach der deutschen Auslege-Teil eines Haltebügels selbstklemmend gehalten ist, schrift 1102 249 ist ein Zuleitungsdraht des Widerwährend dessen eines freies Ende als Befestigungs-, Standes von seinem Ende federnd über den Wider-Steck- bzw. Lötstelle dient. Standskörper, z. B. bis zur Körpermitte, zurückgebo-

Ein bekannter Widerstand nach dem deutschen io gen und in dieser Stellung mit einem gegen das Gebrauchsmuster 1 888 258 mit hoher spezifischer Widerstandsmaterial isolierten Anschlußstück form-Belastung wird in einem solchen Keramikgehäuse mit verlötet. Beim Schmelzen des Lotes federt der zuim wesentlichen rechteckigem Querschnitt gegen me- rückgebogene Draht zurück und unterbricht den chanische und chemische Einflüsse geschützt und Stromkreis. Um innerhalb der gewünschten Zeit in elektrisch isoliert. Das Gehäuse ist so ausgebildet, 15 der Überlastperiode ein sicheres Auslösen zu erreidaß der Widerstand auf gedruckten Schaltungen ohne chen, andererseits aber zu garantieren, daß unterhalb großen Raumbedarf sicher befestigt und keine Löt- der kritischen Temperatur kein Auslösen erfolgt, stelle durch die im Widerstand erzeugte Stromwärme müssen ziemlich kritische Bedingungen an das Mateauf Erweichungstemperatur gebracht werden kann. rial, die Länge und die Stärke des Anschlußdrahtes Neben einer durchlaufenden zentralen Längsbohrung 20 und seine Formgebung gestellt werden. Für die zur Aufnahme des Widerstandskörpers weist das Ge- Sicherheit gegen Überschlag nach Unterbrechung häuse ,mindestens eine durchgehende, nach außen wird eine große Entfernung zwischen dem An- λ offene Nut von etwa keilförmigem Querschnitt auf. schlußdraht und dem Widerstand verlangt; der Rück- ^ In dieser Nut wird der schieberartige, aufgewölbte federweg des Anschlußdrahtes muß also groß sein. Teil eines Haltebügels selbstklemmend gehalten, wäh- 25 Damit jedoch die Unterbrechung nicht zu früh errend das freie Ende als Befestigungs-, Steck- bzw. folgt, darf die Spannkraft nicht zu hoch sein, weil die Lötstelle zur mechanisch sicheren Befestigung des Lötverbindung mit zunehmender Temperatur Widerstandes auf der Platte der Schaltung dient. Die- schwächer wird.

ses Ende weist eine Kröpfung auf, die als Anschlag Bei einem anderen bekannten Drahtwiderstand

an den Kanten der Keilnutöffnung anliegt. Bei gegen- 30 nach der deutschen Auslegeschrift 1102 249 wird der überliegenden Nuten und zugehörigen Bügeln wird zweite Anschlußdraht durch eine Zentralbohrung in selbst ein schwerer Widerstand sicher gehalten. Bügel den Widerstandskörper eingeführt und vom anderen und Nut verbessern die Wärmeabgabe des Wider- Ende zum Einführungsende hin zurückgebogen, an Standes; zur weiteren Erhöhung der Wärmeabfuhr ist dem in einer Randbohrung ein mit dem zweiten Ende das Gehäuse mit einigen parallel zur zentralen Längs- 35 des Wicklungsdrahtes verbundener Draht angeordnet bohrung laufenden Durchbohrungen versehen, die ist; dessen freies Ende ist in Richtung auf das zuvorzugsweise symmetrisch in den Ecken des Gehäuses rückgebogene Ende des Anschlußdrahtes umgebogen angeordnet sind. Bei Benutzung des Widerstandes als und mit einer löffelartigen, im wesentlichen V-förmi-Standwiderstand kann der obere Anschlußdraht des gen Wölbung versehen, die mit schmelzbarem Metall Widerstandes durch eine dieser Bohrungen zur Platte 40 gefüllt ist. Zum Aufbau der Schmelzsicherung wird zurückgeführt werden. das Ende des Anschlußdrahtes mit der Wölbung ver-

Weiterhin sind durch die USA.-Patentschrift lötet.

1 997 198 Standwiderstände mit einem Wickelkörper Es sind durch die deutsche Auslegeschrift 1102 249

und einem damit verbundenen Befestigungsteil aus auch Drahtwiderstände mit Schmelzsicherung be- m Keramikmaterial bekannt, wobei der der Grundplatte 45 kannt, bei denen der Widerstandskörper mit zwei am zugewandte Befestigungsteil mit zwei parallel zur Rand verlaufenden Längsbohrungen und einer Zen-Achse des Wickelkörpers verlaufenden, nach außen tralbohrung zur Befestigung des Widerstandes veroffenen Nuten von etwa keilförmigem Querschnitt sehen ist. In die eine Randbohrung wird ein nur auf versehen ist. In diese Nuten sind verbreiterte Ab- einer Seite des Widerstandes herausragender Anschnitte zweier nicht gebogener Haltebügel eingelegt 50 schlußdraht eingebracht, in die andere ein auf beiden und verkittet. Verjüngen sich die Nuten von oben Seiten des Körpers herausragender Draht. An einem nach der Grundplatte hin, so sind die Bügelabschnitte seiner Enden ist der Widerstandsdraht mit dem ersten entsprechend geformt. Die Haltebügel sind jeweils Anschlußdraht auf der einen Seite des Körpers vermit den Enden des auf den Wickelkörper aufgewik- bunden, auf der dieser Draht herausragt. Von diesem kelten Widerstanddrahtes verbunden und führen so- 55 Ende aus wird das eine Ende des zweiten Anschlußmit dem Widerstand Strom zu. drahtes in Richtung auf das andere Ende gebogen

Beim Gebrauch von hochbelastbaren Widerstän- und auf einer Klammer mit dem zweiten Ende des den besteht grundsätzlich die Gefahr, daß durch Widerstandswicklungsdrahtes verbunden. Bei diesen Überspannung, Kurzschluß od. dgl. eine so hohe Be- Widerständen ist die Klammer an einem Ende des lastung auftritt, daß der Widerstand eine seine Um- 60 Wicklungskörpers angeordnet und unmittelbar mit gebung gefährdende Temperatur erreicht. dem Widerstandsmaterial verbunden.

Es sind Ausführungen bekannt (Datenblatt Bei den drei zuletzt beschriebenen Widerständen

»Featuring fireproof inorganic construction« vom mit Schmelzsicherung wird die Federkraft zur Trcn-Februar 1963 der International Resistance Co., nung der durch die weichwerdende Lötstelle verbun-Boone Division, Boone, North Carolina), wobei der 65 denen Zuleitungen durch die elastische Verformung Widerstand über eine gewisse Belastung hinaus eines der Anschlußdrähte aufgebracht, durchschmilzt, indem er aus einer Widerstandslegie- Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen

rung hergestellt ist, die eine ziemlich niedrige elektrischen Widerstand mit Schmelzsicherung zu

schaffen, der geschützt in einem Keramikgehäuse liegt, sicher und in einfacher Weise befestigt werden kann und bei dem die Schmelzsicherung und die Halterung eine konstruktive Einheit bilden.

Die Erfindung bezieht sich vor allem auf Widerstände mit hoher spezifischer Belastung. Eine solche Belastung im Sinne der Erfindung haben Widerstände mit einer Temperaturerhöhung bei Nennlast ab 150° C.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Widerstand in an sich bekannter Weise mit einer Schmelzsicherung versehen ist, daß hierzu der Haltebügel in an sich bekannter Weise stromzuführend ist, und daß er an seinem anderen freien Ende als Stabfeder ausgebildet ist, deren Breite kleiner ist als die kleinste lichte Breite der Gehäuse-Keilnut und welche vom angrenzenden Schieberteil des Haltebügels an vom Gehäuse weggebogen ist und an ihrem freien schaufelartig verbreiterten Ende unter Federspannung mit dem zunächstliegenden, abgebogenen An- ao schlußdrahtende des Widerstandes verlötet ist.

In den Nuten werden ein oder zwei Haltebügel zur Befestigung des Widerstandes auf der Grundplatte der bedruckten Schaltung aufgenommen. Ein Haltebügel dient in an sich bekannter Weise der Stromzufuhr. Das Ende dieses Bügels ist erfindungsgemäß verjüngt und als Stabfeder ausgebildet; dieser Federteil ist aus der Ebene des Bügels vom Keramikgehäuse weg aus der Nut heraus abgebogen. Das obere Ende des Federteiles ist mit dem auf ihn zu gebogenen Ende eines Zuleitungsdrahtes des Widerstandes durch die sichernde Lötstelle verbunden. Der an den Federteil anschließende und in die Nut eingreifende Schieberteil des Haltebügels kann kräftig ausgebildet werden und sichert so dem Bügel einen einwandfreien Halt in dem Keramikkörper. Der andere Endteil des Bügels ist als Montageteil zur Befestigung des Haltebügels auf der Platte der Schaltung geformt.

Dar frei federnde Teil kann infolge seiner Verjüngung sowohl hinsichtlich der Federkraft als auch hinsichtlich des Federausschlages weitgehend den jeweiligen Anforderungen angepaßt werden. Es ist so möglich und sogar empfehlenswert, unabhängig von der Länge des Keramikgehäuses und damit des Widerstandkörpers, die Länge der Feder im wesentliehen konstant zu halten und nur wenig zu verändern, so daß ein sicheres Funktionieren der Schmelzsicherung gewährleistet ist, der Ausschlag des Federteiles nicht zu groß wird und das Zusammenlöten von Federteilende und Anschlußdraht immer möglich ist. Bei Verlängerung des Keramikgehäuses wird daher vor allem der Schieberteil des Haltebügels verlängert.

Nach der Erfindung bringt nicht der elastisch verformte Anschlußdraht die Federkraft auf, die zum Trennen von durch die Sicherungslötstelle verbundenem Federteilende und Anschlußdraht des Widerstandes nötig ist, sondern der als Feder ausgebildete Haltebügelteil, der nach Auslösen der Sicherung ein wiederholtes Zusammenlöten erlaubt, ohne daß seine mechanische Festigkeit leidet. Bei dem Widerstand nach der Erfindung bilden Haltebügel und Schmelzsicherung eine konstruktive Einheit, so daß beim Einbau eines solchen Widerstandes getrennte Befestigungs- und Stromzuführungslötstellen entfallen und der Raumbedarf von Halterung und Sicherung im nicht ausgelösten, aber auch im ausgelösten Zustand der Schmelzsicherung klein ist.

Vorzugsweise ist der Montageteil des Haltebügels für senkrechte Montage des Widerstandes auf der Grundplatte ausgebildet. Montage- und Schieberteil können hierbei ohne Schwierigkeit so steif ausgebildet werden, daß sich eine einwandfreie stabile Montagemöglichkeit des Widerstandes ergibt.

Weiterhin empfiehlt es sich, die Spitze des federnden Endes löffelartig umzubiegen, um auf diese Weise die Lötverbindung dieser Spitze mit dem Anschlußdraht des Widerstandskörpers zu erleichtern und zu verbessern.

Der innerhalb der Nut liegende Schieberteil kann mit temperaturbeständigem Kitt verankert werden. Dies trägt zur sicheren Halterung des federnden Endes bei.

Es ist bei dem Erfindungsgegenstand ohne Schwierigkeiten möglich, mit Federteilen des Haltebügels von im wesentlichen konstanter Länge den gesamten Bereich der gewünschten Federcharakteristik zu erreichen. Vorzugsweise werden Federn von einer Länge zwischen 15 und 25 mm benutzt, die eine Federkraft zwischen 20 und 120 ρ bei einer öffnung von 3 bis 8 mm an der geöffneten Lötstelle erzeugen.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnungen erläutert, in der eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Feder,

F i g. 2 eine Vorderansicht auf die Feder der F i g.l,

F i g. 3 einen Schnitt durch die Spitze der Feder der F i g. 1 und 2 nach der Linie HI-III der F i g. 1 in vergrößertem Maßstab,

F i g. 4 einen Längsschnitt nach der Linie IV-IV der F i g. 6 durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Widerstand bei geöffneter Schmelzsicherung,

F i g. 5 einen Teilschnitt durch den Widerstand der F i g. 4 bei geschlossener Schmelzsicherung,

F i g. 6 eine Ansicht von oben auf den Widerstand der Fig. 5.

Das Keramikgehäuse 1 hat einen rechteckigen Querschnitt von der Breite b und der Höhe h. Das Gehäuse ist mit einer mittleren Längsbohrung 2 versehen, die zur Aufnahme eines Widerstandskörpers 3 dient, der eine Zuleitung 4 und einen Anschlußdraht 5 besitzt. Wie bei 6 und 7 angedeutet, kann die Längsbohrung 2, nachdem der Widerstandskörper 3 eingebracht worden ist, beispielsweise mit Quarzsand und Silikonen oder einer anderen zweckentsprechenden Masse vergossen werden.

Außerdem weist das Keramikgehäuse zwei einander gegenüberliegende Nuten 8, 9 von etwa keilförmigem Querschnitt auf, die parallel zu der mittleren Bohrung 2 verlaufen.

Ferner kann das Gehäuse mit weiteren Durchbohrungen 10 versehen sein.

Dieses Keramikgehäuse stimmt mit dem Keramikgehäuse des deutschen Gebrauchsmusters 1 888 258 überein.

Erfindungsgemäß ist ein Haltebügel vorgesehen, der allgemein das Bezugszeichen 11 trägt. Er weist einen Schieberteil 12 und ein federndes Ende 13 auf. Der Schieberteil 12 ist nur wenig schmaler als die größte Breite der keilförmigen Nuten 8, 9 und ist mit einer Durchbiegung 14 versehen, um beim Einschieben des Schieberteiles in eine der Nuten eine federnde Klemmwirkung zu erzeugen. Der Schieberteil 12 wird durch temperaturbeständigen Kitt an der gewünschten Stelle in der Nut verankert.

Von diesem Schieberteil 12 ist winklig der stabförmige Federteil 13 abgebogen, dessen Breite geringer ist als die des Schieberteiles 12. Die Verjüngung des Federteiles 13 kann weitgehend der gewünschten Federcharakteristik angepaßt werden. Vorzugsweise ist die Breite des Federteiles 13 geringer als die der Verengung 19 der keilförmigen Nuten 8,9. Beim Übergang von dem Schieberteil 12 in den Federteil 13 kann eine Kröpfung 22 vorgesehen sein. Die Spitze 16 des Federteiles 13 ist, wie sich insbesondere aus F i g. 3 ergibt, verbreitert und löffelartig umgebogen, so daß sich zwei schaufelartige Arme 17,18 ergeben, die sich nach dem Anschlußdraht 5 des Widerstandskörpers 3 zu öffnen.

Im Ausführungsbeispiel setzt sich die andere Seite des Schieberteiles 12 über eine weitere Kröpfung 21 in einen Montageteil 20 fort. Die Kröpfung 21 dient als Anschlag und legt die Lage des Schiebers 12 im Gehäuse 2 fest. Er ist an seinem Ende mit einer Bohrung 23 und einer Suchspitze 24 versehen und dient zur Befestigung des Widerstandes, insbesondere für stehende Montage.

Gemäß Fig. 5 ist die Spitze 16 des Federendes 13 über eine Lötverbindung 15 mit dem Anschlußdraht 5 des Widerstandskörpers 3 verbunden. Bei elektrischer Überlast schmilzt diese Lötverbindung und gibt den Federteil 13 frei, wie die Fig. 4 zeigt. Die breiten schaufelartigen Arme 17,18 erleichtern die Herstellung der Lötverbindung.

Der Erfindungsgegenstand kann mit besonderem Vorteil als Widerstand mit hoher spezifischer Belastung für gedruckte Schaltungen in stehender Montage benutzt werden. In einer vorzugsweisen Ausführung des Erfindungsgegenstandes für Widerstände zwischen 7 und 13 Watt besitzt das Keramikgehäuse 3 eine Höhe h von etwa 10 mm und eine Breite b von etwa 9 mm. Die Bohrung 2 zur Aufnahme des Widerstandskörpers hat einen Durchmesser von etwa 4,5 mm, die übrigen längs durchgehenden Bohrungen 10 haben einen Durchmesser von etwa 1 mm. Die Abmessungen des Keramikgehäuses und damit des Widerstandes richten sich im allgemeinen im wesentlichen nach der Wattzahl, die auch die Länge des Keramikgehäuses und damit auch den höchsterreichbaren Widerstandswert bestimmt.

Falls unter diesen Umständen das Keramikgehäuse länger wird als in dem dargestellten Ausführungsbeispiel, kann unter Beibehaltung der Länge des Federteiles 13 der innerhalb der Nut 8, 9 verbleibende Schieberteil 12 wesentlich länger ausgeführt werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Widerstand, der in der durchlaufenden zentralen Längsbohrung eines Keramikgehäuses angeordnet ist, das mit mindestens einer durchgehenden, nach außen offenen Nut von etwa keilförmigem Querschnitt versehen ist, in welcher der schieberartige, aufgewölbte Teil eines Haltebügels selbstklemmend gehalten ist, während dessen eines freies Ende als Befestigungs-, Steck- bzw. Lötstelle dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (3) in an sich bekannter Weise mit einer Schmelzsicherung versehen ist, daß hierzu der Haltebügel (11) in an sich bekannter Weise stromzuführend ist, und daß er an seinem anderen freien Ende als Stabfeder (13) ausgebildet ist, deren Breite kleiner ist als die kleinste lichte Breite der Gehäuse-Keilnut (8, 9) und welche vom angrenzenden Schieberteil (12,14) des Haltebügels (11) an vom Gehäuse (1) weggebogen ist und an ihrem freien schaufelartig verbreiterten Ende (16) unter Federspannung mit dem zunächstliegenden, abgebogenen Anschlußdrahtende (5) des Widerstandes (3) verlötet ist.

2. Widerstand nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, daß das schaufelartig verbreiterte \ Ende (16) in an sich bekannter Weise löffelartig (17,18) gewölbt ist.

3. Widerstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gewölbte, schieberartige, selbstklemmende Teil (12,14) des Haltebügels (11) mit temperaturbeständigem Kitt verankert ist.

4. Widerstand nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der gewölbte, schieberartige, selbstklemmende Teil (12,14) des Haltebügels (11) an seinem, dem Stabfederteil (13) entgegengesetzten Ende eine Kröpfung (21) aufweist, die in an sich bekannter Weise als Anschlag an den Kanten der Keilnutöffnung (8 oder 9) anliegt.

5. Widerstand nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der den Widerstandskörper (3) aufnehmenden Zentralbohrung (2) in an sich bekannter Weise das Keramikgehäuse (1) symmetrisch in jeder Ecke je eine enge Bohrung (10) aufweist. ä

6. Widerstand nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß unabhängig von der Länge des jeweils verwendeten Widerstandskörpers (3) die Länge des Stabfederteiles (13) 15 bis 25 mm beträgt, die am Federende (16) erzeugte Federkraft im geschlossenen Zustand zwischen 20 und 120 p liegt und bei geöffneter Lötstelle der lichte Abstand zwischen dem Anschlußdrahtende (5) und dem Stabfederende (16) 3 bis 8 mm beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen