DE3342302A1

DE3342302A1 - Verfahren zur herstellung einer kleinstsicherung sowie kleinstsicherung

Info

Publication number: DE3342302A1
Application number: DE19833342302
Authority: DE
Inventors: Karl Dr.-Ing. 4322 Sprockhövel Poerschke
Original assignee: Wickmann Werke GmbH
Current assignee: Wickmann Werke GmbH
Priority date: 1983-11-23
Filing date: 1983-11-23
Publication date: 1985-05-30
Also published as: EP0144854A2; EP0144854A3; US4851805A

Description

Patentanwälte 3515 ΚΑ/Be

Wenzel & Kalkoff
Postfach 2448
Ruhrstraße 26
5810 Witten/Ruhr
5

Anmelder in: Wickrnann-Werke GmbH

Annenstr. 113 5810 Witten-Annen

Bezeichnung: Verfahren zur Herstellung

einer Kleinstsicherung sowie Kleinstsicherung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kleinstsicherung, bei dem nach der Fixierung des Abstandes zweier Anschlußelektroden zwischen diese ein Schmelzleiter gelötet wird und anschließend ein die Elektroden und den Schmelzleiter umgebendes, anfangs zweigeteiltes Gehäuse geschlossen wird; außerdem betrifft die Erfindung eine Kleinstsicherung, die aus einem zweiteiligen Gehäuse mit darin gehaltenen Elektroden besteht, an denen auf der einen Seite Anschlußdrahtenden und auf der anderen Seite ein Schmelzleiter angelötet ist.

Die bisher bekannten Kleinstsicherungen, die auch Piko-Sicherungen genannt werden, können als Verkleinerung

einer Sicherung normaler Größe von z.B. 20 mm Länge angesehen

werden; sie bestehen z.B. aus einem Keramikröhrchen, auf das beidseitig Kappen aufgeklebt sind, an denen wiederum der im Inneren des Keramikröhrchens befindliche Schmelzleiter sowie die Anschlußdrähte angelötet sind. Die Herstellung einer derartigen Sicherung, die nur ca. 7 mm lang und ca. 2,4 mm dick ist, wird zum großen Teil noch manuell durchgeführt, so daß vergleichsweise hohe Produktionskosten vorhanden sind. Der Grund für die Überwiegend manuelle Fertigung liegt in der Handhabbarkeit des Schmelzdrahtes, der in Extremfällen nur einen Durchmesser von 8 um aufweist.

Um diesen Schwierigkeiten zu begegnen, ist schon versucht worden, das Innere eines prismatischen Gehäuses in drei Kammern einzuteilen und die beiden äußeren Kammern für die Verbindung des Schmelzdrahtes mit den Anschluß- .

drähten und die innere Kammer für den Schmelzdraht zu reservieren. Angesichts der Kleinheit der Bauteile ist dieser Vorschlag jedoch sehr schwer in die Tat umzusetzen, außerdem wird die bisher übliche rotationssymmetrische Bauform verlassen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur 2g Herstellung der eingangs genannten Art sowie eine Kleinstsicherung selbst vorzuschlagen, bei deren Einsatz sehr einfache Gehäuse verwendet werden können, deren Herstellung keine Schwierigkeit trotz der Kleinheit der Bauform bereitet, wobei die äußere Form der Kleinst-QQ sicherung zylindrisch glatt ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe, die das Verfahren betrifft, wird zum einen vorgeschlagen, daß das Gehäuse auf der Innenseite glattflächig ausgebildet ist, daß die auf gg Abstand gehaltenen Elektroden in dem einen Gehäuseteil vorbefestigt sind, und daß nach dem Anlöten des Schmelzleiters das Gehäuse unter endgültiger Befestigung der

Elektroden an der Innenfläche geschlossen wird. Zum anderen wird in Nebenordnung vorgeschlagen, daß das Gehäuse auf der Innenseite glattfächig ausgebildet wird,

daß zwischen die auf Abstand gehaltenen Elektroden der 5

Schmelzleiter gelötet wird, und daß die Elektroden zusammen mit dem Schmelzleiter in den einen Gehäuseteil gelegt und darauf der zweite Gehäuseteil zur Festlegung der Elektroden und zur Verschließung des Gehäuses gelegt

ίο ^wird-

Die genannte Aufgabe bezüglich einer Kleinstsicherung wird dadurch gelöst, daß das Gehäuse rohrartig und auf seiner Innenseite durchgehend, im wesentlichen glatt-.flächig ausgebildet ist, und daß die Elektroden die Stirnseiten des Gehäuses stopfenartig verschließen.

Die nach den genannten Verfahren hergestellte und unter Schutz gestellte Kleinst sicherung bietet sich äußerlich

als zylindrischer Körper dar, der an seinen Enden keine 20

Verdickungen infolge von Kappen oder dergleichen trägt, sondern dessen Stirnseiten nach Art eines Stopfens durch die Elektroden verschlossen sind. In dieser Weise sind hervorragende Voraussetzungen für die Kennzeichnungs-

bedruckung vorhanden, ohne daß es eines SchrumpfSchlauches 25

oder eines Pulverüberzuges bedarf. Die von einer Normung festgelegte Durchmessergrenze kann also voll der Größe des Gehäuses zugute kommen, was indirekt die Herstellung erleichtert .

Wenn die beiden Gehäuseteile als Rohrhälften ausgebildet sind, können sie fortlaufend extrudiert und abgelängt werden, also in einer Weise hergestellt werden, die an Einfachheit kaum zu überbieten ist. Bei einem thermischen Schweißverfahren zur Zusammenfügung der beiden Rohrhälften kann an der einen Nahtstelle eine Schweißlippe angeformt sein, wobei dann die beiden Rohrhälften bei dem Schließen

des Gehäuses gegensinnig aneinander gelegt werden, so daß eine Schweißlippe jeweils auf eine Nahtstelle ohne Schweißlippe trifft.

Die Vorbefestigung bzw. die endgültige Befestigung der Elektroden innerhalb der Gehäusehälften sowie der Zusammenhalt des Gehäuses selbst kann mit Hilfe eines Klebers erfolgen, oder es wird eine jeweils durch Erwärmung hervorgerufene Verbindung erreicht, wobei dann der Gehäusewerkstoff ein Thermoplast sein muß. Zur Erwärmung können Ultraschallköpfe, Strahler oder sonstige Wärmequellen benutzt werden, die üblicherweise beim Verkleben und beim Einbetten von Teilen in Thermoplaste Verwendung finden. Zur besseren Haftung der Elektroden in dem Kunststoffmaterial kann deren Oberfläche gerauht sein, beispielsweise sandgestrahlt.oder angeätzt.

Beim Schließen des Gehäuses kann das leichte Eindringen der Elektroden in die Innenfläche der Rohrhälfte in Kauf

genommen werden, ja dieses Eindringen verbessert sogar den Sitz der Elektroden in dem Gehäuse und damit den Zusammenhalt der Piko-Sicherung. Wenn dabei die den Innenflächen des Gehäuses zugewandten Flächen der Elektroden scharfkantig ausgebildet sind, wird dieser Vorgang noch erleichtert. Durch umlaufende V-Rinnen können zwei oder weitere, umlaufende scharfe Kanten geschaffen werden, zwischen denen ausreichend Raum zur Aufnahme des leicht gequetschten Kunststoffmaterials vorhanden ist.

Das leichte Eindringen der Elektroden in die Innenfläche des Gehäuses bedingt, daß der Schmelzleiter nicht außen an der Peripherie der Elektroden angelötet ist, sondern mehr im Zentrum, damit er beim Schließen des Gehäuses nicht abgeschert wird. Eine ausreichend zentrische Be-

^5 festigung des Schmelzleiters ergibt sich, wenn die dem Schmelzleiter zugewandten Seiten der Elektroden mit einer

Kerbe versehen sind, die gegebenenfalls bis zur Elektrodenmitte reicht und eine annähernd zentrische Anlötung des Schmelzleiters an jeder Elektrode ermöglicht.

Die Elektroden können bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Kleinstsicherung besonders leicht dann gehandhabt werden, wenn sie auf der dem Schmelzleiter abgewandten Seite mit einem Anschlußdraht versehen sind. Diese können ebenfalls angelötet sein, vorzugsweise ist jedoch die Elektrode als Verdickung des Anschlußdrahtendes ausgebildet, die beispielsweise durch Stauchen oder Anschmelzen gebildet wird. Die Anschlußdrähte können dann von mechanischen Vorrichtungen erfaßt und auf einen vorgegebenen Abstand

gebracht werden, der auch beispielsweise für das Einlegen 15

der aus den Elektroden (mit den Anschlußdrähten) und dem

Schmelzleiter gebildeten Einheit in die eine Gehäusehälfte beibehalten wird. Dabei darf der Schmelzleiter nicht zerreißen, und die Anschlußdrähte dürfen erst wieder freigegeben werden, wenn das Gehäuse vollständig geschlossen 20

xst und die Elektroden unverrückbar innerhalb des Gehäuses befestigt sind.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kleinstsicherung, die in der Zeichnung dargestellt 25

sind, näher erläutert; in der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine auseinandergezogene, isometrische Ansicht der Einzelteile einer Kleinstsicherung gemäß der Erfindung, 30

Figur 2 eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kleinstsicherung,

Figur 3 eine Querschnittsansicht gemäß Figur 2

eines weiteren Ausführungsbeispiels,

Figur 4 eine Seitenansicht einer Elektrode aus den Ausführungsbeispielen gemäß Figuren 2 und 3,

Figur 5 eine Seitenansicht gemäß Figur 4 eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Elektrode/

Figur 6 eine Seitenansicht gemäß Figur 4 eines dritten Ausführungsbeispiels und

Figur 7 eine Querschnittsansicht durch die Elektrode gemäß Figur 4.

In der Figur 1 sind die Einzelteile einer erfindungsgemäßen Kleinstsicherung dargestellt. Eine untere Gehäusehälfte 1, die zum Beispiel aus einem hochfesten Thermoplast besteht, liegt zur'Aufnahme der inneren Bauteile bereit. Dazu gehören zwei Elektroden 3 sowie ein Schmelzleiter 7, die 20

bereits zu einer Einheit zusammengefügt sind. Nach deren Absenkung in die untere Gehäusehälfte 1 mit Hilfe einer nicht näher dargestellten Vorrichtung wird die zweite Gehäusehälfte 2 auf die untere Gehäusehälfte 1 aufgelegt

und unter sanftem Druck entlang der Trennlinien/ bei-25

spielsweise durch Ultraschall, erwärmt. Damit ist die Herstellung einer Kleinstsicherung gemäß der Erfindung abgeschlossen.

Die Elektroden 3 sind für einen festen Verbund mit den 30

Gehäusehälften 1 und 2 besonders gestaltet. Die am Ende eines Anschlußdrahtes 4 durch Verdickung gebildete Elektrode trägt eine umlaufende V-Rinne 5, die zwei scharfkantige Ränder hervorbringt, die im Durchmesser geringfügig größer sind als der Innendurchmesser des aus

den Hälften 1 und 2 gebildeten Gäiäuse. 3h dieser Weise koirmt es beim Schließen des Gehäuses infolge der Erwärmung der entsprechenden Gehäuseabschnitte zu einer leichten Ein-

Senkung der scharfen Kanten in die Innenflächen der Gehäusehälften 1 und 2, so daß ein sehr stabiler Formschluß entsteht, der der Kleinstsicherung insgesamt

gute Festigkeitseigenschaften verleiht. 5

Das bedingt allerdings, daß der Schmelzleiter 7 nicht

am äußeren Rand der Elektroden 3 angelötet

sein darf - hier würde er beim Schließen der Gehäusehalften

1 und 2 abgeschert - sondern weiter zum Zentrum der Elektro-10

den .3, was in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit Hilfe von Kerben 6 erreicht wird, die eine ausreichend zentrische Befestigung des Schmelzleiters 7 gestatten. Für die Befestigung des Schmelzleiters 7 an den Elektroden wird zum Beispiel in die Kerben 6 Lötpaste gestrichen und der Schmelzleiter 7 haftend in die Paste hineingedrückt. Mit Hilfe einer äußeren Wärmequelle wird die Lötpaste zum Schmelzen.gebracht, wodurch der Schmelzleiter 7 an den Elektroden 3 angelötet wird.

Infolge der dargestellten Verdrehung der beiden Elektroden zueinander um ca. 90° wird im Mittelbereich des Schmelzleiters 7 ein größerer Abstand zu der Gehäuseinnenfläche hervorgerufen als im Bereich der Kerben 6, was für den Zusammenhalt der Kleinstsicherung bei extremen Überströmen gegebenenfalls von Bedeutung ist. Der jeweils weiteste Abstand wird erreicht, wenn die Kerben um 180° angeordnet sind (vergl. Figur 3). Die Verdrehung der Elektroden 3 gegeneinander sollte jedoch erst vorgenommen werden, wenn

der Schmelzleiter 7 bereits angelötet ist, da das Anlöten 30

in ein.;und derselben Ebene besonders einfach ist.

Beim Zusammenfügen der Gehäusehälften 1. und 2 durch Schweißen ist jeweils eine Schweißlippe 8 von besonderem

Vorteil, die den Schweißvorgang erleichtert und beim 35

Verschweißen fast vollständig in den plastischen Bereich übergeht. Abweichend von der Darstellung der Gehäusehälften

1 und 2 mit einer Schweißlippe 8 kann selbstverständlich jede Gehäusehälfte auch glattflächig sein, wenn zum Beispiel das Zusammenkleben der Gehäuseteile 1 und 2 beabsichtigt ist; in diesem Fall empfiehlt sich auch das 5

Einkleben der Elektroden 3 in das Gehäuse. Im Falle der Verwendung eines Klebers kann beinahe jeder Werkstoff für die Gehäusehälften 1 und 2 verwendet werden, insbesondere zum Beispiel auch ein Keramikwerkstoff oder glasfaserverstärkte Rohrhälften, die sich ebenfalls als 10

Sicherungsgehäuse bewährt haben.

Aus den Figuren 2 und 3 ist erkennbar, welche Form die Kleinstsicherung nach dem Schließen der Gehäusehälften 1 und 2 aufweist. Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 2 der Schmelzleiter 7 innerhalb ein und derselben Ebene zwischen die Elektroden 3 gelötet ist und die Elektroden anschließend nicht mehr zueinander verdreht worden sind, zeigt die Figur 3 ein Ausführungsbeispiel mit um 180° verdrehten Elektroden, die dazu 20

führt, daß der Schmelzleiter 7 leicht diagonal innerhalb der Gehäusehälften verläuft. Aus beiden Figuren ist deutlich zu erkennen, daß das leichte Eindringen der scharfkantigen Elektroden in die Innenfläche der Gehäusehälften

1 und 2 keine Beeinträchtigung des ausreichend zentrisch 25

an den Elektroden 3 anglöteten Schmelzleiters 7 nach sich zieht.

In den Figuren 4 und 7 ist die in den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendete Elektrode 3

dargestellt. Es ist deutlich zu erkennen, .daß die Kerbe 6 lediglich in dem dem Schmelzleiter 7 zugewandten Abschnitt der Elektrode 3 vorhanden ist, so daß sich zu dem Anschlußdraht 4 hin eine in sich geschlossene, umlaufende scharfe Kante ergibt, die das Innere der Gehäusehälften 1 und 2 vollständig abschließt. Die zwischen den beiden Abschnitten der Elektrode 3 vorhandene V-Rinne 5 gestattet das Einsenken eines Werkzeuges bis in den Grund der Kerbe 6 hinab, so

daß die bis zu 8 μΐη dünnen Schmelzleiter 7 ohne Schwierigkeiten an die Elektroden 3 gebracht und dort festgelötet werden können.

In der Figur 5 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Elektrode 3" dargestellt, bei der keine Kerben vorhanden sind. Diese Bauart kann immer dann angewendet werden, wenn der Schmelzleiter 7 an der Stirnseite der Elektrode 3' angelötet ist und insofern keine besonderen Vorkehrungen für die zentrische Anbringung getroffen sein müssen. Die beiden scharfkantigen Ränder stehen insbesondere für thermoplastische Gehäuse zur Verfügung, in deren Innenfläche sie sich leicht eindrücken .

Das in der Figur 6 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Elektrode 3" eignet sich insbesondere für das Einkleben in das Gehäuse und somit auch für Gehäusehälften, die bestimmungsgemäß zusammengeklebt werden. Wiederum kann der

Schmelzleiter 7 an der Stirnseite der Elektrode 3" angelötet 20

werden, so daß keine Gefahr der Beschädigung in der Nähe der Gehäusewand besteht.

In Verbindung mit einer derartigen Elektrode 3" empfiehlt

sich ein Herstellungsverfahren, bei dem zwei gleiche 25

Elektroden 3" in die eine Gehäusehälfte eingelegt und dort vorbefestigt werden, nämlich mit Hilfe eines Klebers. Anschließend wird zwischen die Stirnflächen ein Schmelzleiter 7 gelötet, wobei selbstverständlich auch eine Kerbe (nicht

dargestellt) verwendet werden kann, falls sich eine stirn-30

seitige Lötung als zu schwierig herausstellt. Anschließend wird die zweite Gehäusehälfte 2 auf die erste aufgelegt und entlang sämtlicher Teilfugen festgeklebt, also auch entlang der bis dahin freiliegenden Abschnitte der Elektroden 3".

Claims

Patentanwälte 3515 ΚΑ/Be

Wenzel & Kalkoff
Postfach 2448
Ruhrstraße 26
Witten/Ruhr

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung einer Kleinstsicherung, bei dem nach der Fixierung des Abstandes zweier Anschlußelektroden zwischen diese ein Schmelzleiter gelötet wird und anschließend ein die Elektroden und den Schmelzleiter umgebendes, anfangs zweiteiliges Gehäuse geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse auf der Innenseite glattflächig ausgebildet wird, das die auf Abstand gehaltenen Elektroden in dem einen Gehäuseteil vorbefestigt werden, und daß nach dem Anlöten des Schmelzleiters das Gehäuse unter endgültiger Befestigung der Elektroden an der Innenfläche geschlossen wird.
2. Verfahren zur Herstellung einer Kleinstsicherung, bei dem nach der Fixierung des Abstandes zweier Anschlußelektroden zwischen diese ein Schmelzleiter gelötet wird und anschließend ein die Elektroden und den Schmelzleiter umgebendes, anfangs zweiteiliges Gehäuse geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse auf der Innenseite glattflächig ausge-

bildet wird, daß zwischen die auf Abstand gehaltenen Elektroden der Schmelzleiter gelötet wird, und daß die Elektroden zusammen mit dem Schmelzleiter in den einen Gehäuseteil gelegt und darauf der zweite Gehäuseteil zur Festlegung der Elektroden und zur Verschließung des Gehäuses gelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η 2Q zeichnet, daß die Vorbefestigung bzw. das Verschließen des Gehäuses durch einen Kleber bewirkt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse aus Thermoplast gewählt wird, und daß die Vorbefestigung durch Erwärmen der Elektroden und partielles Eindrücken derselben in die Gehäuse-Innenseite und das Verschließen des Gehäuses durch Erwärmen der Teilfuge und Zusammendrücken der Gehäuseteile bewirkt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus zwei identischen Rohrhälften gebildet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch g e k e η η ze ichnet, daß der Außendurchmesser der Elektroden größer gewählt wird als der Innendurchmesser des geschlossenen Gehäuses, und daß beim Schließen des Gehäuses der bis dahin unbedeckte Teil der Elektroden in die Innenseite des Gehäuses eingedrückt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an jedes Gehäuseteil an der einen Nahtstelle eine Schweißlippe angeformt wird, und daß beim Verschließen des Gehäuses jede Nahtstelle mit Schweißlippe mit einer solchen ohne Schweißlippe gepaart wird.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzdraht im wesentlichen achsparallel zur gemeinsamen Mittelachse der Elektroden angelötet und vor dem Einigegen in den einen Gehäuseteil die Elektroden um einen vorgegebenen Winkel, insbesondere um 180° C gegeneinander verdreht werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden 10

auf .ihrer dem Schmelzleiter abgewandten Seite mit Anschlußdrähten versehen werden, und daß bei der Einhaltung des Abstandes die Anschlußdrähte gegriffen werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η 15

zeichnest, daß die Elektroden durch Stauchen oder Anschmelzen der Anschlußdrahtenden geformt werden.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden mit einer rauhen Oberfläche und/oder mit Einkerbungen zum besseren Verbund mit dem Gehäuse geformt werden.
.12. Kleinstsicherung, bestehend aus einem zweiteiligen Gehäuse mit darin gehaltenen Elektroden, an denen auf der einen Seite Anschlußdrahtenden und auf der anderen Seite ein Schmelzleiter angelötet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1, 2) rohrartig und auf seiner Innenseite durchgehend, im QQ wesentlichen glattflächig ausgebildet ist, und daß die Elektroden (3) die Stirnseiten des Gehäuses (1, 2) stopfenartig verschließen.
13. Kleinstsicherung nach Anspruch 12, dadurch g e k e η nzeichnet, daß das Gehäuse aus zwei identischen Rohrhälften (1, 2) besteht, die in der Trennfuge zusammengeschweißt oder -geklebt sind.
14. Kleinstsicherung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Ränder der Elektroden (3) scharfkantig ausgebildet und leicht in

die Gehäusewandung eingedrückt sind. 5
15. Kleinstsicherung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrode (3) zur Aufnahme des Schmelzleiters (7) möglichst

nahe an ihrem Zentrum mit einer gegebenenfalls bis zur 10

Elektrodenmitte reichenden Kerbe (6) versehen ist.
16. Kleinstsicherung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die der

Gehäuseinnenfläche zugewandte Fläche jeder Elektrode 15

(3) mit einer V-Rinne (5) versehen ist.
17. Kleinstsicherung nach Anspruch 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrode im Querschnitt im wesentlichen H-förmig ausgebildet ist und daß sich die Kerbe (6) in dem dem Schmelzleiter (7) zugewandten Teil befindet.