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Schmelzleiter für überstromträge Sicherungen Es sind bereits überstromträge
Schmelzsicherungen bekannt, bei denen der Scbmelzleiter aus einem Draht oder Band
aus Kupfer, Silber oder deren Legierungen besteht, in dessen Mitte eine Lotschicht
aus Zinn, einer Zinnlegierung od. dgl. aufgebracht ist. Von dieser Schicht und den
erforderlichen Kurzschlußfallen abgesehen, besitzen derartige Schmelzleiter einen
auf der ganzen Länge gleichstarken Querschnitt.
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Die Wirkungsweise solcher Schmelzleiter beruht darauf, daß bei einer
eine gewisse Zeit andauernden Erhitzung durch Stromwärme eine Legierungsbildung
zwischen dem Leitermaterial und dem aufgetragenen Lot eintritt, die zur Folge hat,
daß der Schmelzpunkt des Leitermaterials an der mit dem Lot bedeckten Stelle herabgesetzt
wird und als Folge hiervon der Schmelzleiter an den Endstellen des Lotauftrages
abschmilzt und dadurch den Strom unterbricht.
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Nun zeigen die bekannten Ausführungsformen solcher Schmelzleiter den
Nachteil, daß bei ihnen auch schon unter dem Einfluß von längere Zeit aufrechterhaltenen
schwächeren Strömen, bei denen die Abschaltung noch nicht erfolgen soll, eine allmähliche
Legierungsbildung zwischen dem Schmelzleitermaterial und dem aufgebrachten Lot eintritt
und auf Grund dieses den Schmelzpunkt des Leitermaterials herabsetzenden Einflusses
der Schmelzleiter vorzeitig abschmilzt.
Der Erfindung liegt die
Aufgabe zugrunde, dieses unerwünschte vorzeitige Auftreten einer Legierungsbildung
zwischen Schmelzleitermaterial und Lot zu vermeiden oder wenigstens weitgehend herabzusetzen,
solange nicht durch den Strom und die Dauer seines Bestehens eine unzulässige Erwärmung
der Leitung hervorgerufen wird, bei der die Abschaltung gewolltermaßen erfolgen
soll.
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Erfindungsgemäß läßt sich dies dadurch erreichen, daß der Lotauftrag
auf dem Schmelzleiter in einer kälteren Zone desselben seitlich von seiner Mitte
vorgesehen wird, und daß der Schmelzleiter an einer Seite der Stelle des Lotauftrages
eine Querschnittsverstärkung aufweist.
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Durch diese Maßnahme wird an den durch die Begrenzung der Lotschicht
bestimmten Stellen eine vorzeitige Legierungsbildung und die damit verbundene Veränderung
des Schmelzpunktes und des spezifischen Widerstandes des Schmelzleitermaterials
vermieden. Schmelzleiter, die erfindungsgemäß hergestellt sind, schmelzen erst bei
einer Stromstärke und einer Zeitdauer der Einwirkung des Stromes ab, die dem betreffenden
Sicherungstyp entspricht.
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Als weitere Maßnahme gemäß der Erfindung erfolgt die Querschnittsverstärkung
des Schmelzleiters vorzugsweise durch eine Verstärkung des das Lot tragenden Drahtes
oder Bandes, also nicht durch eine Verstärkung der aufgetragenen Lotschicht. Erfindungsgemäß
ist beim Schmelzleiter nur derjenige Teil zu verstärken, auf dem sich das seiner
Mitte näher liegende Ende des Lotauftrages befindet.
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Ferner hat sich bei Untersuchungen, die zu der Erfindung geführt haben,
herausgestellt, daß es notwendig ist, den Querschnitt des Schmelzleiters an der
Lotauftragungsstelle mindestens zu verdoppeln, wenn die unerwünschte vorzeitige
Legierungsbildung zwischen Schmelzleitermaterial und Lot vermieden bzw. . hinreichend
verzögert werden soll.
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Wenn die Auftragung der Lotschicht auf einen beispielsweise bandförmigen
Schmelzleiter an einer z. B. V-förmigen Knickstelle des Leiters erfolgt, so wird
erfindungsgemäß nur der nach der Mitte des Schmelzleiters hin gelegene Knickschenkel
der Knickstelle des Schmelzleiters verstärkt. Durch diese Maßnahme wird das verstärkte
Ende des Lotüberzuges als Abschmelzstelle ausgeschaltet und nur das an der unverstärkten
Stelle des Schmelzleiters liegende Ende des Lotauftrages zur Herbeiführung der Unterbrechung
des Schmelzleiters herangezogen. Hierdurch wird eine etwaige Ungleichmäßigkeit zwischen
den beiden an den Enden des Lotauftrages liegenden Abschmelzstellen unwirksam gemacht
und damit die Möglichkeit geschaffen, den Schmelzleiter für einen bestimmten Überstrom
und eine bestimmte Zeitdauer der Einwirkung desselben genauestens zu bemessen.
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Die Verstärkung des Schmelzleiters an den für die erfindungsgemäße
Wirkung in Frage kommenden Stellen erfolgt erfindungsgemäß in der Weise, daß Schmelzleiterteile
an diesen Stellen übereinander befestigt werden, z. B. durch Aufeinanderlöten mit
Hartlot oder auch im Wege des Punktschweißens. So können z. B. die Enden zweier
ungleich langer Schmelzleiterbänder übereinandergeschweißt und die Lotschicht so
aufgebracht werden, daß nur ihr eine Ende auf den verstärkten Teil des Schmelzleiters
zu liegen kommt, während das weiter außen liegende Ende derselben bereits außerhalb
des verstärkten Teiles des Schmelzleiters liegt.
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Es brauchen zur Verstärkung des Schmelzleiters nicht notwendigerweise
zwei Schmelzleiterteile verwendet zu werden, sondern es kann auch ein z. B. bandförmiger
Schmelzleiter an der in Frage kommenden Stelle zu einer U-förmigen Schleife ausgebogen
werden, worauf die Verschweißung der beiden U-Schenkel miteinander erfolgt.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in beispielsweisen Ausführungsformen
in den Fig. i bis io dargestellt. Es zeigt Fig. i einen Schmelzleiter in Bandform
mit seitlich versetzter Lotauftragsstelle im Längsschnitt, Fig. 2 das gleiche, jedoch
mit der erfindungsgemäßen Verstärkung des Leiters an der Lotauftragsstelle, Fig.3
eine Ausführungsform der Verstärkung in schematischer Darstellung, Fig.4 bis 7 andere
Ausführungsformen der Verstärkung bei einem bandförmigen Leiter, Fig. 8 eine Ausführungsform
der Verstärkung bei einem drahtförmigen Leiter durch ein bandförmiges Leiterstück,
von der Seite gesehen, Fig. 9 das gleiche in Form eines Schaubildes und Fig. io
das gleiche von oben gesehen.
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In den Figuren ist der Leiter mit i bezeichnet und das aufgetragene
Lot mit 2. Der Leiter i besitzt bei den Fig. i bis 7 einschließlich Bandform und
bei den Fig. 8 bis io Drahtform. Mit 3 sind die Kurzschlußfallen bezeichnet, d.
h. also diejenigen Stellen, bei denen der Schmelzleiter infolge der vorgesehenen
Querschnittsverminderung beim Auftreten sehr starker Ströme durchschmilzt. Durch
die in Fig. i dargestellte Ausführungsform des Schmelzleiters i, 2, bei der das
Lot 2 in einer V-förmigen Knickstelle untergebracht ist, die von Teilen 4 und 5
des Leiters i gebildet wird und die außerhalb des Mittelpunktes des Schmelzleiters
i angeordnet ist, besteht zwar eine Temperaturherabsetzung durch die außermittige
Anordnung der Lotstelle, aber diese Temperaturherabsetzung genügt noch nicht zu
einer befriedigenden Vermeidung der Legierungsbildung zwischen Leitermaterial und
Lot.
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Erst durch eine Ausführungsform, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist,
bei welcher der Leiterteil s verstärkt gegenüber dem Leiterteil 4 ausgebildet ist,
erfolgt eine genügende Kühlung der Lotstelle, die zur Folge hat, daß an der äußeren
Begrenzungsstelle 6 des Lotes gegen den Leiterteil 4 keine Legierungsbildung in
einem den Leiter schädigenden Ausmaße eintritt, bevor nicht die für die Schmelzsicherung
zulässige Grenzstromstärke und Zeitdauer der Einwirkung des Stromes erreicht ist.
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Fig. 3 zeigt eine beispielsweise Austührungsar@ der erfindungsgemäßen
Verstärkung des Leiters i, bei welcher zwei Leiterteile i' und i" mit ihren winkelig
abgebogenen Enden 8 und 9 aufeinandergeschweißt werden, z. B. durch Punktschweißung.
Es brauchen nicht notwendigerweise zwei getrennte Leiterteile verwendet zu werden,
sondern die Verstärkung kann
auch, wie Fig. 4 zeigt, durch U-förmiges
Zusammenlegen zweier Teile 8 und 9 des Leiters i und nachfolgendes Zusammenschweißen
erzielt werden. Eine andere Möglichkeit, den Schmelzleiter i an der Lotauftragsstelle
zu verstärken, ist in Fig. 5 dargestellt. In diesem Falle ist auf den Leiter i ein
kurzer, bandförmiger Streifen io aufgeschweißt, dessen eines Ende nach oben hin
abgebogen ist, um auf diese Weise ein leichteres Einbringen des Lotes 2 zu ermöglichen
und eine erhöhte Abkühlung an der Schweißstelle zu bewirken.
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Fig. 6 zeigt ein gegenüber der Fig. 4 abgewandeltes Verfahren, bei
dem ohne Benutzung besonderer aufgeschweißter Bänder ein auf das Dreifache verstärkter
Leiterquerschnitt erzielt wird. Zu diesem Zweck ist der Leiter i an der Lotauftragsstelle
zweimal abgebogen, so daß drei Leiterteile 1i, 12, 13 aufeinander zu liegen
kommen, die miteinander verschweißt werden. Der Lotauftrag 2 ist derart angebracht,
daß nur das eine Ende 7 über der Verstärkung liegt, während das Ende 6 gegenüber
der Verstärkungsstelle nach links verschoben ist.
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Fig. 7 zeigt eine Ausführung, bei der in sehr einfacher Weise ähnlich
Fig. 5 über dem bandförmigen Leiter i ein Leiterstück io aufgeschweißt ist, dessen
freies Ende durch den Lotauftrag gelegt wird, so daß das Lot erst in flüssigem Zustand
bei 16 den Leiter i legieren kann.
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In allen Fällen ist die Lotauftragsstelle außerhalb des Mittelpunktes
des Schmelzleiters vorgesehen.
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In Fig. 8, 9 und io ist gezeigt, wie beispielsweise die Verstärkung
eines drahtförmigen Leiters i vorgenommen werden kann. Zu diesem Zweck ist ein gelochtes
Blech 14 z. B. aus dem Leitermaterial mit einem Teil seiner Fläche mit dem Leiterdraht
verschweißt, der durch die Öffnung 15 des Bleches hindurchgeführt ist. Das Blech
14 ist schräg nach oben abgebogen, und in dem Winkel zwischen dem abgebogenen Teil
des Bleches 14 und dem Leiter i ist das Lot 2 untergebracht.