DE1588034C

DE1588034C - Electrical fuse depending on the ambient temperature

Info

Publication number: DE1588034C
Authority: DE
Inventors: Ralph L. Westfield N.J. Sherwood (V.St.A.)
Original assignee: Burndy Corp
Current assignee: FCI USA LLC
Publication date: 1972-04-13

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine von der Um- . derförmig ausgebildeten, aus Glas oder einem geeiggebungstemperatur abhängige elektrische Sicherung neten dielektrischen Material gefertigten Behälter 10, mit einem bei einer bestimmten Temperatur schmelz- der einen schmelzbaren Leiter 12 aus elektrisch leibaren, zwischen zwei Anschlußelementen angeord- tendem Metall oder einer elektrisch leitenden Legieneten elektrischen Leiter. " 5 rung enthält, die eine scharf definierte Schmelztempe-The invention relates to one of the order. the shaped, made of glass or a suitable temperature dependent electrical fuse neten dielectric material made container 10, with a fusible conductor 12 made of electrically conductive, between two connection elements arranged metal or an electrically conductive alloy electrical conductor. "5 contains a sharply defined melting temperature

Nach der USA.-Patentschrift 3 201 646 ist eine ratur besitzen. Der schmelzbare Leiter 12 befindet elektrische Sicherung bekannt mit einem Behälter, sich in einer Durchbrechung 14, die in einer im Bemit einem in den Stromkreis geschalteten schmelz- hälter 10 als Hülse ausgebildeten Halterung 16 anbaren Leiter aus elektrisch' leitendem Material einer geordnet ist. Die Halterung 16 besteht vorzugsweise bestimmten Schmelztemperatur, der in vorgegebener io aus einem keramischen oder sonstigen dielektrischen Stellung zum Behälter angeordnet ist, und mit zwei Material, das durch das geschmolzene Metall des elektrischen Ahschlußelementen, die . mit dem Leiters 12 nicht benetzbar ist. ZurBildung einer einschmelzbaren Leiter in Serie geschaltet sind. Durch stückigen Anordnung, die das Zusammenfügen der geeigneten Abstand zwischen den Anschlußelemen- Sicherung erleichtert, kann der Leiter 12 in die Hülse ten wird bei dieser Sicherung eine Brückenbildung 15 eingesetzt werden oder mit dieser in einer sonstigen zwischen diesen Elementen erschwert. Tatsächlich Weise verbunden esin. Die aus dem Leiter 12 und läßt es sich jedoch nicht zwangläufig vermeiden, der Halterung 16 bestehende einstückige Anordnung daß das schmelzbare Material des schmelzbaren elek- ist axial innerhalb des Behälters 10 angeordnet, wotrischen Leiters wieder eine Brücke herstellt. Bei- bei elektrisch leitende pfropfenförmige Elemente 18 spielsweise kann das Material des schmelzbaren Lei- so jeweils auf den gegenüberliegenden. Stirnseiten dieser ters sich beim Schmelzen zerteilen und in Tröpfchen- Anordnung angeordnet sind und in mechanischem form längs des Weges zwischen den Anschlußele- sowie elektrischem Kontakt mit den Enden des menten verfestigen. Bei einer entsprechenden . schmelzbaren Leiters 12 stehen. Die Elemente 18 entTemperaturerhöhung schmelzen diese Tröpfchen, und halten zylindrische Stücke aus porösem oder lockerem es entsteht wieder ein leitender Weg zwischen den 35 elektrisch leitendem Material, welches das geschmol-Anschlußelementen. zene Metall des Leiters 12 rasch absorbiert und da-.According to US Pat. No. 3,201,646, a temperature is available. The fusible conductor 12 is located electrical fuse known with a container, located in an opening 14, which is in a Bemit A holder 16 configured as a sleeve can be attached to a melting container 10 connected to the circuit Conductor made of electrically conductive material is an ordered one. The bracket 16 is preferably certain melting temperature, which in a given io of a ceramic or other dielectric Position to the container is arranged, and with two material that by the molten metal of the electrical connection elements, the. cannot be wetted with the conductor 12. To form a meltable Conductors are connected in series. Due to the lumpy arrangement, the joining of the Appropriate distance between the connection elements- securing facilitated, the conductor 12 can be in the sleeve th, a bridging 15 will be used with this fuse or with this in another difficult between these elements. In fact, it's connected in a way. The ones from the head 12 and However, it cannot necessarily be avoided that the bracket 16 is an integral arrangement that the fusible material of the fusible elec- tric is arranged axially within the container 10, wotrischen Leiters re-establishes a bridge. In the case of electrically conductive plug-shaped elements 18 For example, the material of the fusible line can be applied to the opposite. Front sides of this ters split up when they melt and are arranged in droplets and mechanically shape along the path between the connection elements and electrical contact with the ends of the solidify ments. With a corresponding. fusible conductor 12 are available. The elements 18 entTemperature increase These droplets melt, and hold cylindrical pieces of porous or loose material there is again a conductive path between the electrically conductive material, which is the molten connection elements. zene metal of the conductor 12 is rapidly absorbed and there-.

Eine Sicherung dieser Art kann z.B. zur Schaf- mit aus der Durchbrechung 14 entfernt. Absorbiefung einer zwangsweisen Unterbrechung eines bei- rende Pfropfen dieser Art sind beispielsweise durch spielsweise unter der Wirkung hoher Umgebungs- Sintern von Kupferteilchen zu einer einstückigen temperaturen stehenden, gefährdeten elektrischen 30 Masse erhältlich, die Poren oder Blasen bestimmter Stromkreises dienen. Die Abschaltung eines auf einer Größe aufweist. Durch Pressen einer Masse aus elekzerstörten oder brennenden Fläche angeordneten irisch leitenden Metallfaserstoffen zu einer bestimmelektrisch betätigbaren Waffensystems stellt beispiels- ten Form sind ebenfalls geeignete Pfropfen erhältlich, weise einen Fall dar, zu dessen Lösung--ein Unter- Die Abmessungen der Poren der Pfropfen sollen in brecher der vorgenannten Art geeignet ist. Ein derart 35 bestimmter Beziehung zur Oberflächenspannung des geschütztes Waffensystem ist in erheblich geringerem . geschmolzenen Metalls des Leiters 12 stehen, derart, Maße der Gefahr ausgesetzt, daß beispielsweise durch daß ein Tropfen oder Zurückfließen des im Pfropfen die von der brennenden Fläche erzeugte Wärme eine absorbierten Metalls vermieden wird. An den äußerunvorhergesehene Detonation erfolgt, sten Enden der beiden absorbierenden Elemente 18 A fuse of this type can be removed from the opening 14, e.g. for sheep. Absorption a forced interruption of a biting plug of this type are, for example, due to for example, under the effect of high ambient sintering of copper particles into a one-piece high temperatures, endangered electrical ground available, the pores or bubbles of certain Serve the circuit. The shutdown of one on a size has. By pressing a mass of elekdestroyed Irish conductive metal fibers arranged on a burning surface to a certain electrically actuatable weapon system is exemplary form, suitable plugs are also available, point out a case, to the solution of which - a sub- The dimensions of the pores of the plug should be in breaker of the aforementioned type is suitable. Such a relationship to the surface tension of the protected weapons system is in significantly less. molten metal of the conductor 12 stand in such a way, Dimensions exposed to the risk of, for example, a drop or backflow of the in the plug the heat generated by the burning surface of an absorbed metal is avoided. At which externally unforeseen detonation occurs, most ends of the two absorbent elements 18

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 40 sind jeweils elektrisch leitende Anschlußelemente 20, von der Umgebungstemperatur abhängige Sicherung 22 angeordnet.The invention is based on the object, a 40 are each electrically conductive connection elements 20, arranged on the ambient temperature dependent fuse 22.

mit kleinen Abmessungen und geringem Gewicht Bei der Herstellung der Sicherung kann der LeiterWith small dimensions and light weight In the manufacture of the fuse, the conductor can

zu schaffen, bei der nicht die Gefahr besteht, daß 12 unter Druckeinwirkung mit den absorbierenden nach einer Unterbrechung der Sicherung diese wieder Elementen 18 verschmolzen bzw. verschweißt werleitend wird. 45 den. Beim Zusammensetzen der verschiedenen Teileto create, in which there is no risk that 12 under pressure with the absorbent after an interruption of the fuse, these elements 18 are again fused or welded in a conductive manner will. 45 den. When putting the different parts together

Diese Aufgabe wird .erfindungsgemäß bei einer empfiehlt es sich, die innerhalb des Behälters 10 an-Sicherung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, ■ geordneten beiden Platten 20 der Anschlußelemente daß das bei einer bestimmten Temperatur schmel- 20, 22 gegeneinanderzupressen, wodurch ein fester zende Material des schmelzbaren Leiters von einem elektrischer Kontakt zwischen den einzelnen Teilen mit diesem schmelzbaren Leiter in Verbindung ste- 50 und der gewünschte elektrische Gesamtwiderstand henden elektrisch leitenden Element durch Kapillar- der Sicherung erhalten wird. Ein Widerstandswert kräfte absorbierbar ist. von 100 Mikro-Ohm oder weniger ist normalerweiseThis task is. In accordance with the invention, it is recommended that the fuse within the container 10 be connected of the type mentioned in the introduction, ■ ordered two plates 20 of the connection elements that the melt at a certain temperature 20, 22 press against each other, creating a solid Zende material of the fusible conductor from an electrical contact between the individual parts connected to this fusible conductor 50 and the desired total electrical resistance existing electrically conductive element is obtained by capillary fuse. A resistance value forces can be absorbed. 100 micro-ohms or less is usually

Beim Schmelzen wird das Material des schmelz- . .für eine Anordnung dieser Art erwünscht. Wenn baren Leiters kapillar absorbiert, also aufgesogen, die einzelnen Teile mit einem ausreichend hohen weshalb es keine Kontaktbrücke mehr bilden kann:. 55 Druck zusammengepreßt worden sind, können dieWhen melting, the material of the melt becomes. . Desired for an arrangement of this type. When capillary absorbed, so absorbed, the individual parts with a sufficiently high which is why it can no longer form a contact bridge. 55 pressure have been squeezed, the

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Platten 20 in geeigneter Weise z. B. mittels Dichtungs-Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt ringen 24 aus Epoxydharz mit dem Behälter 10 ver-The invention is described below with reference to a plate 20 in a suitable manner, for. B. by means of the seal embodiment explained in more detail It shows rings 24 made of epoxy resin with the container 10

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine elektrische bundenwerden.Figure 1 is a longitudinal section through an electrical link.

Sicherung gemäß der Erfindung im geschlossenen Als Material für den Leiter 12 wird z. B. IndiumFuse according to the invention in the closed. The material for the conductor 12 is, for. B. Indium

Zustand, 60 verwendet. Dieses Metall besitzt eine scharf definierteState, 60 used. This metal has a sharply defined one

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Sicherung Schmelztemperatur bei 156,40° C. Wenn die Umgenach F i g. 1 im geöffneten Zustand und bung einer Sicherung der vorgenannten Art dieseFig. 2 is a longitudinal section through the fuse melting temperature at 156.40 ° C. When the surroundings F i g. 1 in the open state and exercise a fuse of the aforementioned type this

F i g. 3 eine perspektivische Darstellung eines in Temperatur erreicht, dann wird das Indium F i g. 1 und 2 verwendeten elektrisch leitenden geschmolzen und von den absorbierenden, porös ausPfropfens, unter dessen Wirkung bei unterbreche- 65 gebildeten Elementen 18 absorbiert (s. die Bereiche nem Stromkreis das geschmolzene Material des 12 A in Fig. 2). Nach der in dieser Weise erfolgten schmelzbaren Leiters von diesem absorbiert wird. Unterbrechung des Stromkreises kann das absorbie-.F i g. 3 a perspective view of a temperature reached, then the indium F i g. 1 and 2 used electrically conductive melted and absorbed by the absorbent, porous plug, under the action of which when interrupted 65 formed elements 18 (see the areas of a circuit the melted material of the 12 A in Fig. 2). After the fusible conductor made in this way is absorbed by it. Breaking the circuit can absorb the power.

Die Sicherung besteht aus einem rohr- oder zylin- rende Indium selbst unter Wärmeeinwirkung nichtThe fuse consists of a tubular or cylindrical indium, even when exposed to heat

mehr zum Zwecke des Schließens des Stromkreises wiedervereinigt werden, da das geschmolzene Indium unter der Wirkung der Oberflächenspannung innerhalb des porösen Elementes 18 verbleibt. Zur Vermeidung eines durch Verdampfen des schmelzbaren Materials auf Grund stetig hoher Umgebungstemperaturen verursachten Spannungsüberschlages empfiehlt sich die Verwendung eines Materials mit niedrigem Dampfdruck, wie z. B. Indium, das eine relativ hohe Überschlagspannung bedingt. Die beschriebene Sicherung besitzt eine Gesamtlänge von etwa 19 mm und einen Durchmesser von 6,35 mm. Die erfindungsgemäße Sicherung hat ein geringes Gewicht und ist auf Grund fehlender bewegter mechanischer Teile äußerst schlag- und erschütterungsfest.more to be reunited for the purpose of completing the circuit since the melted indium remains within the porous element 18 under the action of surface tension. To avoid one by evaporation of the fusible material due to continuously high ambient temperatures caused by voltage flashover, it is recommended to use a material with a low Vapor pressure, such as B. Indium, which causes a relatively high breakdown voltage. The described Fuse has a total length of about 19 mm and a diameter of 6.35 mm. The inventive Fuse has a low weight and is due to the lack of moving mechanical parts extremely impact and vibration resistant.

Claims

Patent claims:

1. Electrical fuse, depending on the ambient temperature, with one at a certain Temperature fusible, arranged between two connecting elements electrical Head, characterized in that it melts at a certain temperature Material of the fusible conductor (12) from a conductor (12) fusible therewith in Connected electrically conductive element (18) can be absorbed by capillary forces.

2, fuse according to claim !, characterized in that the fusible conductor (12), the connection elements (20,22) and the absorbent element (18) in a container (10) dielectric material are arranged.

3. Fuse according to claim 2, characterized in that the container (10) the fusible conductor (12), the absorbent element (18) and the connection elements (20,22) gas-tight encloses.

4. Fuse according to claim 1, characterized in that two absorbent elements (18) are provided, the plug-shaped between the ends in the container (10) the connection elements (20,22) and the fusible conductor (12) are arranged.

5. Fuse according to claim 1, characterized in that the absorbent element (18) consists of a porous material provided with gaps.

6. Fuse according to claim 5, characterized in that the porous material consists of pressed fibers.

7. Fuse according to claim 1, characterized in that the fusible conductor (12) is located in a holder (16) arranged in the container (10) and made of a material with to the molten material of the fusible conductor (12) high resistance to wetting consists.

8. Fuse according to one of claims 1 to 7, characterized in that the container (10) is tubular, that the fusible conductor (12) is arranged axially in the container (10) and that the holder (16) encloses the fusible conductor (12) like a sleeve and this is supported on all sides against the inner wall of the container (10).

1 sheet of drawings