NL8300979A - Micro-smeltveiligheidsinrichting. - Google Patents

Description

> / „ *. « -1- 230Q3/JF/ts

Korte aanduiding: Micro-smeltveiligheidsinrichting. j

De uitvinding heeft betrekking op een elektrische micro-smelt-veiligheid, die is ondergebracht in een behuizing, waarbij een smeltbaar 5 element in de lengterichting is uitgestrekt en elektrisch verbonden met aansluitdraden aan de einden van de behuizing.

In het algemeen heeft deze uitvinding betrekking op elektrische smeltveiligheden en in het bijzonder op een micro-smeltveiligheid, van het type, dat in het bijzonder bruikbaar is in elektronische bedradingspanelen 10 In één aspect betreft de onderhavige uitvinding een nieuwe micro- smeltveiligheidsinrichting, die een unieke opbouw en configuratie heeft.

In een ander aspect betreft deze uitvinding een verbeterde werkwijze voor het vervaardigen van dergelijke micro-smeltveiligheden.

Micro-smeltveiligheden worden wijd verspreid gebruikt in elektra-15 nische gedrukte bedradingen of de zogenaamde gedrukte bedradingspanelen (PCB) in verschilllende elektrische en elektronische apparatuur. Deze micro-smeltveiligheden, die kenmerkend 2,5 mm x 8 nrn zijn, worden thans vervaardigd met behulp van een vrij omslachtige werkwijze. In overeenstemming met de gebruikelijke werkwijze voor het vervaardigen van deze 20 smeltveiligheden, wordt allereerst een lange, in het algemeen cilindrische glazen of keramische buis gesneden tot de gewenste lengte. Een smeltbaar element wordt dan diagonaal uitgestrekt tussen de einden van de buis en de einden worden vooraf gevuld met soldeer. Een aansluitdraad wordt ingebracht via een perforatie aan elke eindafsluiting en worden bevestigd 25 aan het inwendige oppervlak van elke respectieve afsluiting. Wanneer de afsluitingen dus worden verhit, smelt het soldeer en elektrisch contact wordt tot stand gebracht tussen het smeltbare element en de aansluitdraden, die worden verbonden met een voedingsbron.

Teneinde elektrische isolatie te verzekeren is de behuizing van 30 een smeltveiligheid öf bedekt met een isolatiemateriaal, gebruikelijk epoxyhars of is bedekt met een isolerende thermische krimpbuis.

Micro-smeltveiligheden, die volgens dergelijke gebruikelijke werkwijzen zijn vervaardigd, hebben verschillende nadelen en beperkingen, die inherent zijn aan de opbouw envan en de werkwijze waardoor deze worden 35 vervaardigd. Het wordt bijvoorbeeld algemeen ingezien, dat het niet wenselijk is de aansluitdraden, gebruikelijk door soldeer, te bevestigen aan de buiteneinden van de behuizing, omdat aansluitdraden die op deze wijze zijn bevestigd niet de trekkracht kunnen weerstaan waaraan deze gebruike- 8300979 «> Λ -2- 23093/JF/ts lijk zijn onderworpen vanwege industriële vereisten.

Bovendien is het solderen van de aansluitdraden aan de buitenbehuizing moeilijk of onpraktisch. Overeenkomstig is het de voorkeur verdienende praktijk de aansluitdraden binnen de behuizing te solderen, dat 5 wil zeggen aan het inwendige oppervlak van de eindafsluitingen van de smeltveiligheid. Dit echter vereist dat Het smeltbare element eerst wordt gepasseerd door de buis en gesoldeerd aan het inwendige van de eindafsluitingen, teneinde het smeltbare element op een vaste lengte te houden, terwijl deze diagonaal door de buis wordt uitgestrekt, In de praktijk 10 echter is het moeilijk het smeltbare element diagonaal uit te strekken en dit op een vaste en niet variabele lengte te houden, omdat de eigenlijke instelling van een smeltelement niet kan worden gevonden in cilindrische buizen met in hoofdzaak cirkelvormige einden. Omdat het eveneens algemene praktijk is het smeltbare element met de hand vast te houden 15 en dit in tact te houden in de uitgestrekte positie totdat de gesmolten soldeer weer vast wordt, wordt deze procedure onpraktisch, wanneer het smeltbare element dient te worden gesoldeerd in het inwendige van de behuizing. Bijgevolg neigt voor het vastworden van de soldeersmelt, het smeltbare element slap te worden, hetgeen derhalve resulteert in instabiele 20 elektische karakteristieken vanwege de variaties in de lengte van het smeltbare element.

Een ander nadeel van de gebruikelijke micro-smeltveiligheid resulteert uit inadequate verbinding van de eindafsluitingen aan de buisbehuizing. Aangezien soldeer gebruikelijk een vloeimiddel bevat (hoofdzakelijk vervaar-25 digd uit hars), is na het solderen de bindingssterkte tussen de eindaf-sluiting en de behuizing onvoldoende en kan niet de noodzakelijke mechanische integriteit van de structuur handhaven.

Aangezien de eindafsluitingen van een gebruikelijke micro-smeltveiligheid met aansluitdraden bloot liggen, dienen deze eveneens elektrisch 3Ö te zijn geïsoleerd. Deze beveiliging is tot stand gebracht door het bedekken met een epoxyhars of het aanbrengen van de behuizing van een isolerende thermische krimpbehuizing. Epoxyhars deklagen en dergelijke beschermende bedekkingen, neigen echter te ontbinden bij temperaturen van 120°C tot 200 °C en derhalve kan de daaruit resulterende smeltveiligheid niet 35 bevredigend worden gebruikt onder dergelijke omstandigheden. Bovendien is de gebruikelijke werkwijze van het markeren van de normale stroom en spanning op de zekering niet praktisch voor dergelijke bedekte of beschermde smeltveiligheden, hetgeen het noodzakelijk maakt een dergelijke 8300979 » ·* * -3- 23093/JF/ts markering te vervangen door kleurcode of labelmarkeringen, dié beide een omslachtigde procedure met zich brengen.

Het bedekken van de micro-smeltveiligheid met epoxyhars en het voorzien in een beschermende isolerende bedekking, brengt aanvullend 5 vaak tijdverslindende en kostbare stappen bij de vervaardiging van dergelijke smeltveiligheden met zich. Het behoeft niet te worden gezegd, dat de produktiviteit daardoor aanzienlijk zal worden verkleind.

Bij de nooit aflatende toenemende industriële vraag naar zeer snelle vervaardiging van micro-smeltveiligheden die gebruik maken van 10 extreem fijne en kleine smeltbare elementen, biedt de gebruikelijke werkwijze voor het vervaardigen van micro-smeltveiligheden een beperkte capaciteit om aan deze voorwaarden te voldoen. Baarnaast kunnen micro-smeltveiligheden die door de gebruikelijke werkwijze zijn vervaardigd vaak niet voldoen aan de stringente industriële vereisten.

15 Overeenkomstig is het een doel van deze uitvinding te voorzien in een micro-smeltveiligheid, die vanwege de unieke opbouw en configuratie van de componentdelen ervan efficiënt kan worden samengesteld en vervaardigd .

Het is een verder doel van deze uitvinding te voorzien in een 20 micro-smeltveiligheid, die een grotere mechanische sterkte heeft en lagere vervaardigingskosten mogelijk maakt.

De uitvinding voorziet hiertoe in een inrichting van de in de aanhef genoemde soort, die het kenmerk heeft, dat de behuizing is voorzien van een prismavormige lichaamsbehuizing van 25 isolatiemateriaal, die aan het ene einde ervan open is en een deksel van isolatiemateriaal, dat is ingericht om te passen op de opening van de lichaamsbehuizing, waarbij het inwendige van de lichaamsbehuizing is verdeeld door twee plateau'sin drie uitgespaarde gedeelten, waarvan de middenuitsparing is verbonden met elk van de einduitsparingen door middel 30 van een kanaal, welk'smeltbaar element diagonaal is uitgestrekt over de middenuitsparing tussen de twee kanalen, welke aansluitdraden in de respectieve einduitsparingen zijn aangebracht en daarin zijn gesoldeerd aan de einden van het smeltbare element, welke lichaamsbehuizing wordt bedekt met een deksel, nadat het solderen is beëindigd.

35 De vervaardiging van een micro-smeltveiligheid van de onderhavige uitvinding wordt uitgevoerd terwijl het lichaam van de smeltveiligheid open is, hetgeen dus leidt tot de eenvoudigheid en gemak bij het samenstellen en de produktie van deze smeltveiligheden. Na het solderen van 8300979 de aansluitdraden aan de einden van het smeltbare element, worden het smeltveiligheidslichaam bedekt en hermetisch afgedicht door een geschikt hechtmiddel.

-4- 23093/JF/ts

De voorgaande en andere doelen var de onderhavige uitvinding zullen 5 duidelijker blijken uit de volgende gedetailleerde beschrijving van de uitvinding aan de hand van de bijbehorende tekening, waarin dezelfde ver-wijzingscijfers worden gebruikt voor het aangeven van dezelfde onderdelen en waarin: fig. 1 een aanzicht in perspectief is van een micro-smeltveiligheid 10 van de onderhavige uitvinding; fig. 2 een aanzicht in perspectief is van een micro-smeltveiligheid» die is vervaardigd door de gebruikelijke werkwijze, waarbij de zekering is beschermd door een epoxyhars; fig. 3 een aanzicht in perspectief is van een micro-smeltveilig-15 heid, die eveneens is vervaardigd door de gebruikelijke werkwijze, maar waarbij de smeltveiligheid is beschermd door een isolerende thermische krimpbuis; fig. 4 een aanzicht in perspectief is van een micro-smeltveiligheid die is vervaardigd in overeenstemming met de onderhavige uitvinding, waar-20 bij het deksel van de smeltveiligheid is verwijderd, om de inwendige constructieve details van de componentdelen van de smeltveiligheid te tonen; fig. 5 een bovenaanzicht is van de micro-smeltveiligheid, die in fig. 4 is te zien, waarbij het deksel is verwijderd, gezien in de richting van de pijl A; en pc J fig. 6 een zijaanzicht in doorsnede is van de micro-smeltveilig heid, die is getoond in fig. 4, gezien in de richting van de pijl B.

In fig. 1 is de micro-smeltveiligheid van de onderhavige uitvinding getoond als een prismavormig onderdeel, kenmerkend een rechthoekig 30 prismavormig onderdeel, dat is aangeduid met het verwijzingscijfer 1 en is voorzien van een lichaam of behuizing 3 en een kap of deksel 5.

De behuizing 3 heeft zijn ene zijde (de bovenzijde in fig. 4 ) geopend.

Het deksel 5 is ingericht om te passen op de opening van de behuizing 3.

Het lichaam 3 en het deksel 5 zijn beide vervaardigd uit een zeer warmte-35 resistent en-isolerend materiaal, zoals glas of keramiek-(bijvoorbeeld steatiet). Uitstekend vanaf de einden van het lichaam 3 zijn de aansluitdraden 7 en 9 voor verbinding met een elektrische voedingsbron (niet getoond ).

De in fig. 2 getoonde smeltveiligheid omvat het smeltveiligheids- 83 0 0 9 7 9 . - -5- 23093/JF/ts lichaam 101 en de aansluitdraden 103 en 105· Het smeltveiligheidslichaam 101 is bedekt met epoxyhars en is gekleurcodeerd, zoals getoond bij 107, 109 en 111.

In fig. 3 is de smeltveiligheid voorzien van een smeltveiligheids 5 lichaam 201, en een thermische krimpbuis 203. De aansluitdraden 205 en 207 steken uit vanaf de respectieve einden van het smeltveiligheidslichaam 201 net zoals bij de smeltveiligheid van fig. 2.

Terug verwijzend naar de smeltveiligheid van de onderhavige uitvinding, zoals getoond in de figuren 4, 5 en 6, is het inwendige van het 10 lichaam of de behuizing 3 verdeeld of gepartitioneerd door twee verhoogde randen, rillen of plateaus 11 en 13 in drie uitgespaarde gedeelten 15, 17 en 19· Elk van de plateaus 11 en 13 stijgen vanaf een tegenover liggende ' wand, eindigend op een lengte,die lichtelijk beneden de bovenrand 21. van het smeltveiligheidslichaam3 ligt. De plateaus 11 en 13 hebben in 15 hoofdzaak dezelfde configuratie en grootte, zich uitstrekkend van het einde in de kruk (gestapte) -vorm 23 en 25 naar binnen met een langzaam toenemende kromming. De plateaus 11 en 13 liggen dus tegenover elkaar en liggen op afstand van elkaar met de voorzijden naar elkaar en met het uitgespaarde gedeelte 17 daartussen bepaald. Elk van de uitgespaarde ge-20 deelten 15 en 19 bevindt zich aan één einde van het smeltveiligheidlichaam 13 en heeft een unieke vorm, die is bepaald door een kruk (gestapte)-gedeelte 23 en 25 van de plateaus 11 en 13, de zijwanden 27, 29 en eindwanden 31, 33 van het smeltveiligheidlichaam 3. Het centrale uitgespaarde gedeelte 17 is verbonden met de uitgespaarde eindgedeelten 15, 25 19 door de kanalen 35 en 37.

Uitgestrekt tussen de kanalen 35 en 37 en over de centrale uitsparing 17 is een smeltbaar element 39, dat vervaardigd kan zijn uit een variëteit van bekende elektrisch geleidende materialen van typen, die bekend zijn in de techniek. De aansliitdraden 7 en 9 strekken zich uit door 30 respectievelijk de groeven 41 en 43 aan de einden van het smeltveiligheidslichaam 3. De groeven 41 en 43 zijn gevormd aan de einden van het lichaam 3, zich elk uitstrekkend in de uitgespaarde gedeelten 15 en 19 en met een unieke configuratie, zoals getoond in fig . 4, 5 en 6. Soldeer in de vorm van tabletten wordt geplaatst in de einduitsparingsgedeelten 15 en 19 teneinde 35 het smeltbare element 39 te solderen aan de aansluitdraden 7 en 9.

De kanalen 35 en 37 hebben een adequate afmeting en dienen verschillende doeleinden. Ze dienen dus voor het bevestigen van het smeltbare element 39 op een vaste positie, teneinde geen contact te maken met 8300979 f > -6- 23093/JF/ts ψ de binnenwand van de plateaus . Aanvullend dienen ze voor het handhaven van een constante hoeveelheid soldeer op zodanige wijze, dat gedurende het solderen de gesmolten soldeer wordt belet door de oppervlaktedruk aan het kanaal in de middenuitsparing 17 te vloeien of binnen te dringen.

5 Overeenkomstig blijft de lengte van het smeltbare element vast en niet te variëren en derhalve zal de smeltveiligheid een niet variabele thermische capaciteit en verbeterde smeltkarakteristieken bieden.

Nadat het solderen is volbracht, wordt de behuizing 3 afgedekt met het deksel 5 en hermetisch af gedicht, door middel van bijvoorbeeld 10 een hechtmiddel.

Een micro-smeltveiligheid, die is vervaardigd in overeenstemming met deze uitvinding, heft enige van de nadelen die inherent zijn aan de gebruikelijke micro-smeltveiligheden op. Het positioneren van het smelt-element en het solderen ervan aan de aansluitdraden wordt dus uitgevoerd Ί5 in een opensmeltveilisheidslichaam,voordat dit wordt bedekt met een deksel Derhalve kan de micro-smeltveiligheid van de onderhavige uitvinding sneller en eenvoudiger dan gebruikelijke micro-smeltveiligheden worden samengesteld.

Een ander voordeel is dat de einden van de aansluitdraden vooraf worden gevormd in krukvorm, teneinde te passen bij de krukvormige gedeel-20 ten 23 en 25 en daarna gesoldeerd aan een smeltbaar element. Bijgevolg 1 kunnen de aansluitdraden een grotere mechanische sterkte tegen spanning bezitten in vergelijking met de aansluitdraden van de gebruikelijke micro-smeltveiligheden. ;;

Zoals eerder is opgemerkt, maakt de eenvoud van de werkwijze van deze 25 uitvinding het eveneens mogelijk hogere vervaardigingssnelheden en lagere vervaardigingskosten te bewerkstelligen, dan gebruikelijke micro-smeltveiligheden. Hoewel de micro-smeltveiligheid van de onderhavige uitvinding is beschreven en getoond met bepaalde mate van bijzonderheid, dient*-te worden begrepen, dat verschillende voor de hand liggende veranderingen en 2Q modificaties kunnen worden uitgevoerd in de opbouw van deze zekeringen of in de werkwijze van de vervaardiging ervan. Dergelijke veranderingen en modificaties liggen desalniettemin binnen de strekking van deze uitvinding.

8300979

Claims (5)

1. Elektrische micro-smeltveiligheid, die is ondergebracht in een behuizing, waarbij een smeltbaar element in de lengterichting is uitge-5 strekt en elektrisch verbonden met aansluitdraden aan de einden van de behuizing,met het kenmerk, dat de behuizing is voorzien van een prisnavormige lichaamsbehuizing van isolatiemateriaal, die aan het ene einde ervan open is en een deksel van isolatiemateriaal, dat is ingericht om te passen op de opening van de lichaamsbehuizing, waarbij het inwendige van de lichaamsbehuizing is verdeeld door twee plateaas in drie uitgespaarde gedeelten, waarvan de middenuitsparing is verbonden met elk van de einduitsparingen door middel van een kanaal, welk smelt- j baar element diagonaal is uitgestrekt over de middenuitsparing tussen de twee kanalen, welke aansluitdraden in de respectieve einduitsparingen zijn aangebracht en daarin zijn gesoldeerd aan de einden van het smeltbare element, welke lichaamsbehuizing wordt bedekt met het deksel, nadat het solderen is beëindigd.

2. Smeltveiligheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de lichaamsbehuizing en het deksel zijn vervaardigd uit keramiek met een hoge warmteweerstand.

3. Smeltveiligheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de einduitsparingen zijn gevormd in een krukvorm aan de zijde van het plateau voor het bevestigen van het ingebrachte gedeelte van de aansluitdraad, ; dat zich aanpassend aan de krukvorm wordt gebogen en voor het onvarieerbaar i ^ houden van de soldeerhoeveelheid. ;

4. Smeltveiligheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het smalle jj f. kanaal tussen de middenuitsparing en de twee einduitsparingen zodanig qua 3 ΐ grootte is gekozen, dat wordt voorkomen, dat soldeer binnentreedt in : de middenuitsparingsruimte, ten tijde vein het solderen en om te voorkomen £ 30 ' dat het smeltbare element de binnenwand van de lichaamsbehuizing raakt ~ ten tijde van het uitstrekken van het-smeltbare element. r'

5. Werkwijze voor het vervaardigen van een elektrische smeltveiligheid volgens één van de voorgaande conclusies. Eindhoven, maart 1983. ï 8300979