DE2808319A1 - Thermal fuse with meltable substance between two wires - has shell of heat resistant resin surrounded by outer casing of inorganic material - Google Patents
Thermal fuse with meltable substance between two wires - has shell of heat resistant resin surrounded by outer casing of inorganic materialInfo
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Abstract
Description
UberhitzungsschmelzsicherungOverheating fuse
Die Erfindung betrifft eine Überhitzungsschmelzsicherung, die auch als Thermosicherung bzw. Thermoschmelzsicherung bezeichnet werden kann und die dann, wenn eine elektrische Apparatur, Einrichtung oder dergl. eine Temperatur erreicht, welche über einer zulässigen Bereichsgrenze liegt, in der Lage ist, den elektrischen Strom abzuschalten, der durch die elektrische Apparatur, Einrichtung oder dergl. The invention relates to an overheating fuse, which also can be referred to as a thermal fuse or thermal fuse and then, when an electrical apparatus, device or the like reaches a temperature, which is above a permissible range limit, is able to use the electrical Shut off electricity that is generated by the electrical apparatus, device or the like.
durchgeht.goes through.
Eine Uberhitzungsschmelzsicherung wird für den thermischen Schutz einer elektrischen Einrichtung benutzt, d.h. daß dann, wenn die Temperatur dieser Einrichtung einen Temperaturwert erreicht, der über einer zulässigen Bereichsgrenze liegt, ein wesentlicher Teil der Sicherung, d.h. ein leicht schmelzbarer Metallteil, abgeschmolzen wird, was ein Abschalten des elektrischen Stroms zur Folge hat. Allgemein ist es erforderlich oder zumindest in hohem Grade wünschenswert, daß eine Uberhitzungsschmelzsicherung eine möglichst geringe Abmessung hat, weil es zu bevorzugen ist, die uberhitzungsschmelzsicherung in einem möglichst kleinen und beschränkten Raum in der elektrischen Einrichtung unterzubringen bzw. vorzusehen. An overheat fuse is used for thermal protection an electrical device, i.e. if the temperature of this Device has reached a temperature value that is above a permissible range limit an essential part of the fuse, i.e. an easily meltable metal part, is melted, which has the consequence of switching off the electrical current. Generally it is necessary, or at least highly desirable, that an overheat fuse Has the smallest possible dimension because it is preferable to use the overheat fuse in the smallest possible space in the electrical installation to accommodate or provide.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist in einer bisher praktisch verwendeten, ganz kleinen Uberhitzungsschmelzsicherung ein leicht schmelzbarer Metallteil 2' zwischen Leitungsdräh ten 1a1, 1b1 vorhanden, durch den beide Drähte elektrisch miteinander verbunden sind; und der Umfang dieses leicht schmelzbaren Metalls 2' ist mit Flußmittel 30' bedeckt; und weiterhin bedeckt ein wärmewiderstandsfähiges Harz 32 gleichzeitige beide Endteile der Leitungsdrähte und den Umfang des Flußmaterials. As shown in Fig. 1, in a previously practically used, very small overheating fuse an easily fusible metal part 2 ' between conductor wires 1a1, 1b1 present, through which both wires are electrically are interconnected; and the scope of this easily fusible metal 2 ' is covered with flux 30 '; and further covers a heat-resistant Resin 32 simultaneously both end portions of the lead wires and the periphery of the flux material.
Im Benutzungszustand der Überhitzungsschmelzsicherung schmilzt das Flußmittel stets, bevor die Temperatur der elektrischen Einrichtung einen Temperaturwert erreicht, der über der zulässigen Bereichsgrenze liegt9 und das leicht schmelzbare Metall schmilzt, wenn die Temperatur der elektrischen Einrichtung einen Temperaturwert erreicht, der über der zulässigen Bereichsgrenze liegt. Es ist empfehlenswert, als das erwähnte Abdeckungsmaterial ein wärmewiderstandsfähiges Harz zu wählen, das einen Schmelzpunkt hat, der höher als derjenige des leicht schmelzbaren Metalls ist; und die Abdeckung aus wärmewiderstandsfähigem Harz kann das geschmolzene Metall und das geschmolzene Flußmittel abdecken, ohne daß es schmilzt, d.h. also, daß das wärmewiderstandsfähige bzw. When the overheating fuse is in use, it melts Flux always before the temperature of the electrical device has a temperature value which is above the permissible range limit9 and the easily fusible metal melts when the temperature of the electrical device has a temperature value reached, which is above the permissible range limit. It is recommended as a the aforementioned cover material to choose a heat-resistant resin that has a melting point higher than that of the easily fusible metal is; and the cover made of heat-resistant resin can make the molten metal and cover the molten flux without it melting, i.e. that the heat-resistant resp.
-beständige Harz in seinem festen Zustand bleibt.- Resistant resin stays in its solid state.
Da das Flußmittel bereits im geschmolzenen Zustand ist, bevor das leicht schmelzbare Metall schmilzt, wird dann, wenn das leicht schmelzbare Metall schmilzt, der Kontaktwiderstand zwischen der wärmebeständigen Harzabdeckung und dem geschmolzenen Metall infolge der Tatsache, daß sich das geschmolzene Flußmittel wie ein Schmiermittel verhält, herabgesetzt; und es kommt zu einer Kugelbildung der geschmolzenen Masse des leicht schmelzbaren Metalls, so daß sich aufgrund der Oberflächenspannung des geschmolzenen Metalls kttgelförmige Massen ergeben; und weiterhin wird eine elektrische Stromunterbrechung zwischen beiden Leitungsdrähten hervorgerufen, und zwar aufgrund der Kugelbildung des geschmolzenen Metalls in Verbindung mit dem Dazwischentreten des geschmolzenen Flußmittels, durch welches der elektrische Strom unterbrochen wird. Since the flux is already in the molten state before the Easily fusible metal melts when the easily fusible metal melts, the contact resistance between the heat-resistant resin cover and the molten metal due to the fact that the molten flux behaves like a lubricant, diminished; and a ball is formed the molten mass of the easily fusible metal, so that due to the Surface tension of the molten metal results in putty-like masses; and furthermore, there is an electrical current interruption between the two lead wires caused due to the spheroidization of the molten metal in connection with the intervening of the molten flux through which the electrical Power is interrupted.
Eines der wichtigsten Erfordernisse, die eine t)berhitzungsschmelzsicherung erfüllen sollte, besteht darin, eine schnelle Befolgung bzw. Ansprechung mit ihrer sofortigen Betätigung vorzusehen, wenn die Temperatur der elektrischen Einrichtung einen Temperaturwert erreicht, der über der zulässigen Bereichsgrenze liegt. One of the most important requirements for an overheat fuse should meet, is to quickly comply with or respond to their Immediate actuation to be provided when the temperature of the electrical device reaches a temperature value that is above the permissible range limit.
Im praktischen Gebrauch ist es unvermeidbar, daß die oben erwähnte Uberhitzungsschmelzsicherung wiederholt einer Erwärmung ausgesetzt wird, die einen Anstieg der Temperatur der Überhitzungsschmelzsicherung auf einen Temperaturwert zur Folge hat, der zwar unterhalb, aber nahe in der Gegend der Temperatur der zulässigen Bereichsgrenze liegt9 da im praktischen Gebrauch einige Fluktuationen bzw. Schwankungen der Bedingungen bzw. Zustände des elektrischen Stroms der elektrischen Einrichtung auftreten können. Infolgedessen sollte der Leistungsfähigkeitstest in der Weise ausgeführt werden9 daß man die Überhitzungsschmelzsicherung dieser wiederholten Temperaturbehandlung aussetzt, die in ihrem praktischen Gebrauch auftreten bzw. feststellbar sind. In practical use, it is inevitable that the above-mentioned The overheating fuse is repeatedly exposed to heating that causes a Rise in temperature the overheating fuse to one Temperature value, which is below, but close to, the temperature the permissible range limit lies9 because there are some fluctuations in practical use or fluctuations in the conditions or states of the electric current of the electric Establishment can occur. As a result, the performance test should be in be carried out in such a way that the overheat fuse is repeated Exposure to temperature treatments that occur or are in their practical use. are detectable.
Jedoch zeigt der vorstehend erwähnte Test ein unbefriedigendes Ergebnis für diese bekannte Uberhitzungsschmelzsicherung, wie sich klar aus dem folgenden Testbeispiel für die überhitzungsschmelzsicherung ergibt. However, the above-mentioned test shows an unsatisfactory result for this known overheating fuse, as will be clear from the following Test example for the overheat fuse results.
In dem Beispiel wurde als leicht schmelzbares Metall eine Legierung vom Sn-Pb-Cd-Typ mit einem Schmelzpunkt von 0 145 C verwendet. Als Flußmittel wurde eine Mischung aus 80 Teilen Terpentinharz bzw. Kolophoniumharz, 18 Teilen Paraffin und 2 Teilen oberflächenaktivem Mittel verwendet9 und als wärmebeständiges Abdeckungsisolatormaterial wurde Epoxyharz verwendet. Bei der Ubernahme des Epoxyharzes ist darauf zu achten, daß die Form des leicht schmelzbaren Metalls während des Vorgangs des Bedeckens mit dem Harz nicht mechanisch und thermisch deformiert wird. Unter Berücksichtigung der obigen Ausführungen muß die Härtungstemperatur und der Vorgang des Bedeckens mit Epoxyharz strikt kontrolliert wer 0 den, so daß als Härtungsbedingung eine Temperatur von 30 C während 12 Stunden angewandt wurde, um das Epoxyharz zu härz ten, nachdem es mit einem Hohlspatel aufgelegt worden war Folgende Bedingungen wurden angewandt: Der Leitungsdrahtdurchmesser ist 0,6 mm, die Länge des leicht schmelzbaren Metalls ist 4 mm; die Menge an Flußmittel ist ca. 2096, bezogen auf das Gewicht des leicht schmelzbaren Metalls, und der Durchmesser des äußeren Umfangs der Epoxyharz-Abdeckung ist 3 mm. In the example, an alloy was used as the easily fusible metal of the Sn-Pb-Cd type with a melting point of 0 145 ° C. is used. As a flux was a mixture of 80 parts rosin or rosin, 18 parts paraffin and 2 parts of surfactant used9 and as a heat-resistant cover insulator material epoxy resin was used. When taking over the epoxy resin, make sure that that the shape of the easily fusible metal during the process of covering is not mechanically and thermally deformed with the resin. Considering of the above must be the curing temperature and the operation of covering strictly controlled with epoxy resin, so that the curing condition is a temperature of 30 C for 12 hours was applied to harden the epoxy resin after it was applied with a hollow spatula The following conditions were used: The lead wire diameter is 0.6 mm, the length of the easily fusible metal is 4 mm; the amount of flux is approx. 2096 based on the weight of the light fusible metal, and the diameter of the outer periphery of the Epoxy resin cover is 3 mm.
Betrachtet man einen Zyklus der Wärmebehandlung der Überhitzungsschmelzsicherung, so besteht diese in einer Behandlung bei einer Temperatur von 1250C während 30 Minuten und einer nachfolgenden Behandlung bei einer Temperatur von 25 0C während 30 Minuten. Die vorerwähnte eine zyklische Wärmebehandlung wurde wiederholt an der Testprobe der Überhitzungsschmelzsicherung ausgeführt, und zwar bis zu 700 Mal. Nach den obigen Wärmebehandlungen wurde die Überhitzungsschmelzsicherung in ein Ölbad von 1500C eingetaucht, und gleichzeitig wurde ein elektrischer Strom von 200 V, 2 A durch die Uberhitzungsschmelzsicherung hindurchgeschickt; und es wurde dann gefunden, daß 60 Sekunden erforderlich waren, bis der elektrische Strom bezüglich der Überhitzungsschmelzsicherung bzw. von dieser unterbrochen bzw. abgeschaltet wurde. An diesem Ergebnis des obigen Tests ist bemerkenswert, daß bei der oben erwähnten Überhitzungsschmelzsicherung der Art, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, diese Zeitverzögerung im Hinblick auf die erwünschte unmittelbare Betätigung der Uberhitzungsschmelzsicherung beträchtlich groß ist. Considering a cycle of heat treatment of the overheating fuse, this consists of a treatment at a temperature of 1250C for 30 minutes and a subsequent treatment at a temperature of 25 ° C. for 30 minutes. The aforementioned one cyclic heat treatment was repeated on the test sample the overheating fuse, up to 700 times. According to the above The overheating fuse was subjected to heat treatments in an oil bath at 1500C immersed, and at the same time an electric current of 200 V, 2 A was passed through the overheat fuse passed through; and it was then found that it took 60 seconds for the electrical current to flow to the overheat fuse or was interrupted or switched off by this. At this result of the above It is noteworthy that testing of the above-mentioned overheat fuse of the type shown in Fig. 1, this time delay in terms of the desired immediate actuation of the overheating fuse considerably is great.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurden Untersuchungen durchgeführt, um die Ursache des Auftretens der obigen Zeitverzögerung zu klären, und es wurde gefunden, daß diese Zeitverzögerung bei der Wärmebehandlung ihren Ursprung in der Aufblähung der Epoxyharzabdeckung hat, die durch den anschwellenden Expansionsdruck des geschmolzenen Flußmittels hervorgerufen wird. Hier muß es nun vom industriellen Gesichtspunkt aus vermieden werden, die Dicke der Epoxyharzabdeckung so groß zu machen, daß die Aufblähung des Epoxyharzes verhindert werden kann, weil es von Wichtigkeit ist, wünschenswerterweise kleinere Räume für die Uberhitzungsschmelzsicherung zu wählen, also die Uberhitzungsschmelzsicherung auf kleinstmöglichen Raum zu beschränken. Im Hinblick auf das Aufrechterhalten der Formstabilität des leicht schmelzbaren Metalls in der überhitzungsschmelzsicherung gegenüber Wärme und mechanischen Behandlungen müssen insbesondere die Prozesse des Epoxyharzauftrags- und -glättvorgangs strikt kontrolliert werden, und so kann die Dicke der Epoxyharzabdeckung nicht groß sein. In the context of the present invention, investigations were carried out to clarify the cause of the occurrence of the above time lag, and it was found that this time lag in the heat treatment originated in the The epoxy resin cover has swelling caused by the swelling expansion pressure of the molten flux. Here it has to be from the industrial one From the point of view of avoiding the thickness of the epoxy resin cover becoming so large make that the puffing of the epoxy resin can be prevented because it is important is, desirably smaller spaces for the overheat fuse choose, so the overheating fuse to the smallest possible Restrict space. With a view to maintaining the dimensional stability of the easily fusible metal in the overheat fuse against heat and mechanical treatments, in particular the processes of epoxy resin application and smoothing process can be strictly controlled, and so the thickness of the epoxy resin cover not be great.
Infolgedessen ist es im Falle dieses Typs der über hitzungsschmelzsicherung unvermeidlich, daß ein Aufblähen des Epoxyharzes bewirkt wird, das beim Erwärmen durch den Expansionsdruck des geschmolzenen Flußmittels verursacht wird. As a result, in the case of this type, it is the overheat fuse inevitably, the epoxy resin is caused to expand when heated caused by the expansion pressure of the molten flux.
In einem solchen angeschwollenen Zustand der Epoxyharzabdeckung kann eine Leerraumbildung innerhalb der Abdekkung beobachtet werden, und so wird die Wärmeübertragung von außen nach innen, d.h. zum leicht schmelzbaren Metall9 durch diese Leerraumerzeugung herabgesetzt, und der Druck des geschmolzenen Flußmittels, das dazu dient, die Kugel von je schmolzenem, leicht schmelzbarem Metall in getrennte Kugeln "aufzubrechen", wird schwach, und zwar aufgrund der Tatsache9 daß es zur Leerraumerzeugung kommt. Infolgedessen ist eine lange Zeitdauer erforderlich, die Kugel des leicht schmelzbaren Metalls, das geschmolzen ist, 11aufzubrechen??, und zwar selbst dann, wenn die Überhitzungsschmelzsicherung unter ei ne Temperatur exponiert wird, bei der das leicht schmelzbare Metall geschmolzen werden kann. In such a swollen state, the epoxy resin cover can void formation can be observed within the cover, and so the Heat transfer from the outside to the inside, i.e. through to the easily meltable metal9 this void generation is reduced, and the pressure of the molten flux, which serves to separate the ball from each melted, easily meltable metal "Breaking open" balls becomes weak due to the fact that it is used to White space generation is coming. As a result, a long period of time is required Ball of easily fusible metal melted to break 11 ??, and even if the overheating fuse is exposed below a temperature in which the easily fusible metal can be melted.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Gehäuse von anorganischer Substanz, das bzw0 die eine große mechanische Festigkeit unter einer hohen Temperatur behält, dazu benutzt9 das Flußmittel und das leicht schmelzbare Metall zu umfassen bzw. einzuschließen, und es hat den Zweck, die erwähnte Verzögerung der Betätigung bzw. Auslösung der Überhitzungsschmelzsicherung, die in dieser Aufblähung der Abdeckung ihren Ursprung hat, zu vermindern und möglichst weitgehend auszuschalten. According to the present invention, a housing is made of inorganic Substance that has great mechanical strength under a high temperature used to encompass the flux and the easily fusible metal or to include, and it has the purpose of delaying the actuation mentioned or triggering of the overheating fuse, which in this inflation of the cover Their origin has to reduce and as far as possible to eliminate.
Da diese Leerraumbildung innerhalb der Abdeckung, die durch die Erwärmungszyklen verursacht wird, gemäß der Erfindung verhindert werden kann, wird der Expansionsdruck des geschmolzenen Flußmittels beim Schmelzen des leicht schmelzbaren Metalls hoch, und infolgedessen kann die entstehende Kugel aus geschmolzenem, leicht schmelzbarem Metall in Stücke bzw. kleine Kügelchen unterteilt werden. Aber in diesem Fall ist es unvermeidbar, daß eine neue Schwierigkeit entsteht, und zwar diewenige, daß beide entgegengesetzte Oberflächen der Leitungsdrähte diesem hohen Druck ausgesetzt werden, und infolgedessen neigen die Drähte dazu, aus der überhitzungsschmelzsicherung herauszugleiten. Because this void formation inside the cover caused by the heating cycles caused can be prevented according to the invention, the expansion pressure the molten flux is high when the easily fusible metal is melted, and as a result, the resulting ball can be made of molten, easily fusible Metal can be divided into pieces or small spheres. But in this case it is it is inevitable that a new difficulty will arise, and that the little that both opposite surfaces of the lead wires are subjected to this high pressure, and as a result, the wires tend to slide out of the overheat fuse.
Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Überhitzungsschmelzsicherung zur Verfügung gestellt, die eine geringere Verzögerung in ihrer Betätigung bzw. Auslösung hat und die von großer Nützlichkeit ist, weil gleichzeitig verhindert wird, daß die Leitungsdrähte herausgleiten. The present invention provides an overheat fuse made available, which have a lower delay in their actuation or Has triggering and which is of great usefulness because it prevents it at the same time becomes that the lead wires slide out.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die Überhitzungsschmelzsicherung Leitungsdrähte, die ein leicht schmelzbares Metallstück halten, durch welches elektrischer Strom von einem dieser Leitungsdrähte zum anderen Leitungsdraht durchgehen kann; sowie Flußmittel, das gleichzeitig mit bzw. In accordance with the present invention, the overheat fuse includes Conductor wires that hold an easily fusible piece of metal through which electrical Current can pass from one of these lead wires to the other lead wire; as well as flux that is used at the same time as
neben dem leicht schmelzbaren Metall vorhanden ist bzw. mit dem leicht schmelzbaren Metall koexistent ist; ein Gehäuse aus anorganischer Substanz bzw. anorganischem Material, welches beide Leitungsdrahtenden längs derselben bedeckt; ein wärmebeständiges Harz, das innerhalb des Gehäuses angeordnet bzw. in das Gehäuse geladen ist; und wenigstens einen Vorsprung, der auf je einem Teil jedes Leitungsdrahtendes angeordnung ist, und zwar tief versenkt in das wärmebeständige Harz.in addition to the easily fusible metal is present or with the easily fusible metal is coexistent; a housing made of inorganic substance or inorganic material covering both lead wire ends along the same; a heat-resistant resin that is placed inside the housing or in the housing is loaded; and at least one protrusion formed on a portion of each lead wire end is arranged, and deeply sunk into the heat-resistant resin.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können, um das Flußmittel und das leicht schmelzbare Metall gleichzeitig vorhanden sein bzw. koexistieren zu lassen, insbesondere die nachfolgenden Ausführungsformen gewählt werden. Das heißt9 in einer Ausführungsform kann das Flußmittel das leicht schmelzbare Metall bedecken, und in einer anderen Ausführungsform wird, nachdem man Pulver aus leicht schmelzbarem Metall mit Flußmittel gemischt und die erhaltene Mischung auf eine Temperatur erwärmt hat, die höher als der Schmelzpunkt des Flußmittels, jedoch niedriger als der Schmelzpunkt des leicht schmelzbaren Metalls ist, die erhaltene, erwärmte Mischung einem Kompressionsdruck ausgesetzt, so daß sie in Stab- bzw. According to the present invention, the flux and the Easily fusible metal can be present or coexist at the same time, in particular the following embodiments can be selected. That means 9 in one Embodiment, the flux can cover the easily fusible metal, and In another embodiment, after one powder from easily meltable Metal mixed with flux and the resulting mixture heated to a temperature which is higher than the melting point of the flux but lower than the melting point of the easily fusible metal, the heated mixture obtained is subjected to a compression pressure exposed so that they are in rod or
Stangenform gegossen bzw. geformt bzw. formgepreßt wird. Bei diesen Ausführungsformen wird Flußmittel in einer Menge von 15 bis 40 Vol-%, bezogen auf das leicht schmelzbare Metall, verwendet. Rod shape is poured or shaped or compression molded. With these Embodiments is flux in an amount of 15 to 40% by volume, based on the easily fusible metal.
Der Schmelzpunkt des Flußmittels ist niedriger als derjenige des leicht schmelzbaren Metalls. The melting point of the flux is lower than that of the easily fusible metal.
Das Flußmittel erhöht die Fluidität des geschmolzenen, leicht schmelzbaren Metalls, und infolgedessen wird das "Aufbrechen" der Kohäsion des erwähnten Metalls durch den Wärmeexpansionsdruck gefördert. Als Flußmittel kann eine Mischung aus Terpentin- oder Kolophoniumharz, Paraffin und oberflächenaktivem Mittel verwendet werden. The flux increases the fluidity of the molten, easily meltable one Metal, and consequently the "breaking" of the cohesion of the mentioned metal promoted by the thermal expansion pressure. A mixture of Turpentine or rosin resin, paraffin and surfactant are used will.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist als Rohmaterial für die Herstellung des Gehäuses ein Material, das überragende mechanische Festigkeit und ausgezeichnete Wärmeübertragungseigenschaften bei einer Temperatur hat, die höher als der Schmelzpunkt des leicht schmelzbaren Metalls ist, d.h. According to the present invention is used as a raw material for manufacture of the housing a material that is superior in mechanical strength and excellent Has heat transfer properties at a temperature higher than the melting point of the easily fusible metal, i. e.
insbesondere Keramik und Glas empfehlenswert. Als wärmebeständiges Harz kann ein Harz, das bei der Schmelztemperatur des leicht schmelzbaren Metalls nicht schmilzt und überragende Wärmeleitfähigkeit hat, z.B. Epoxyharz, Silikonharz, verwendet werden. Dieses Harz kann in das Gehäuse gegossen werden, welches entlangschreitend bzw. in Längsrichtung beide Leitungsdrähte bedeckt. Dieser Vorgang des Eingießens des Harzes wird vorzugsweise unter einem Vakuum- bzw. Unterdruckzustand ausgeführt. Gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die Höhe des Vorsprungs des Leitungsdrahts besonders bevorzugt 10 bis 30/cm des Drahtdurchmessers, und die Anzahl von Vorsprüngen, insbesondere von um den Drahtumfang herumlaufenden Vorsprüngen, kann eins oder mehr betragen. ceramics and glass are particularly recommended. As heat resistant Resin can be a resin that is at the melting temperature of the easily fusible metal does not melt and outstanding Has thermal conductivity, e.g. epoxy resin, Silicone resin. This resin can be poured into the case, which, striding along or in the longitudinal direction, covers both conductor wires. This The process of pouring the resin is preferably carried out under a vacuum state executed. According to the present invention, the height of the projection is the Lead wire particularly preferably 10 to 30 / cm of the wire diameter, and the number of projections, in particular of projections running around the wire circumference, can be one or more.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand einiger, besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 eine überhitzungsschmelzsicherung nach dem Stande der Technik, die bereits weiter oben näher erläutert worden ist; Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Uberhitzungsschmelzsicherung nach der Erfindung; und Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Uberhitzungsschmelzsicherung gemäß der Erfindung. The invention is described below with reference to the drawing explained in more detail with reference to some particularly preferred exemplary embodiments; show it: Fig. 1 shows a prior art overheating fuse which is already shown has been explained in more detail above; Fig. 2 shows a first embodiment of a Overheating fuse according to the invention; and FIG. 3 shows a second exemplary embodiment an overheating fuse according to the invention.
Es sei zunächst auf Fig. 2 Bezug genommen, inder ein erstes Ausführungsbeispiel einer Überhitzungsschmelzsicherung nach der vorliegenden Erfindung veranschaulicht ist. In Fig.2 sind mit la, Ib Leitungsdrähte bezeichnet, während das Bezugszeichen 2 dem leicht schmelzbaren Metallstück zugeordnet ist, das die Leitungsdrähte la, 1b gegenseitig elektrisch verbinden kann und dessen Durchmesser gleich demjenigen der Leitungsdrähte la, Ib ist. Das Flußmittel 3 ist so aufgestrichen bzw. aufgetragen, daß es das leicht schmelzbare Metall 2 bedeckt. Mit 4 ist das wärmebeständige Harz bezeichnet, daß z.B. mit einem Hohlspatel aufgelegt ist, und zwar entlangschreitend bzw. langs der beiden Leitungsdrähte; mit 5 ist ein Rohr aus anorganischem Material bezeichnet, welches das wärmebeständige Harz umfaßt und eng bzw. dicht an dem Harz 4 haftet. 10, 10 sind je ein Vorsprung, Höcker oder dergl., die auf dem Endteil der Leitungsdrähte la,lb ausgebildet und in dem Harz 4 versenkt sind. Reference is first made to FIG. 2, in which a first exemplary embodiment an overheat fuse according to the present invention is. In FIG. 2, lead wires are denoted by la, lb, while the reference numeral 2 is assigned to the easily fusible piece of metal that the lead wires la, 1b can mutually electrically connect and its diameter is equal to that the lead wires la, Ib is. The flux 3 is painted on or applied in such a way that that it covers the easily fusible metal 2. With 4 is the heat-resistant resin denotes that, for example, a hollow spatula has been placed on the surface, namely by walking along it or along the two lead wires; at 5 is a pipe made of inorganic material denotes which the includes heat-resistant resin and tightly or closely adheres to the resin 4. 10, 10 are each a projection, hump or the like. That formed on the end part of the lead wires 1 a, 1 b and buried in the resin 4 are.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel vom Paket- bzw. Fig. 3 shows an embodiment of the packet or
Blocktyp. In Fig. 3 sind 1a, 1b Leitungsdrähte, 10 ist jeweils ein Vorsprung, der auf den Leitungsdrähten 1a bzw. 1b hergestellt bzw. ausgebildet ist, 20 ist leicht schmelzbares Metall, 3 ist Flußmittel, 5 ist ein Gehäuse aus anorganischem Material, und 4 ist wärmebeständiges Harz. Das wärmebeständige Harz 4 kann in das Gehäuse 5 gegossen werden9 das einen Luftauslaß 51 hat, aus dem Gas, das erzeugt bzw. sich bildet, ausgestoßen bzw. herausgelassen wird, damit es keine Poren innerhalb des wärmebeständigen Harzes erzeugen kann.Block type. In Fig. 3, 1a, 1b are lead wires, 10 is one, respectively Protrusion made on the lead wires 1a and 1b, respectively, 20 is easily fusible metal, 3 is flux, 5 is an inorganic casing Material, and 4 is heat-resistant resin. The heat-resistant resin 4 can be incorporated into the Housing 5 to be cast9 which has an air outlet 51, from the gas that is generated or is formed, expelled or let out so that there are no pores inside of the heat-resistant resin.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist, da das wärmebeständige Harz und das leicht schmelzbare Metall luftdicht von dem Gehäuse aus anorganischem Material umfaßt wird9 keine Luftschicht vorhanden, und die Wärmeleitfähigkeit von der Außenseite zur Innenseite, d.h. zum leicht schmelzbaren Metall, ist ausgezeichnet. Bei den obengenannten zyklischen Wärmebehandlungen kann das Gehäuse aus anorganischem Material eine Schutzwand gegen den durch Wärme ansteigenden Druck des geschmolzenen Flußmittels bilden, und infolgedessen kommt es nicht zu einer Leerraumausbildung zwischen dem Gehäuse und dem leicht schmelzbareJ Metall. Wenn infolgedessen die Temperatur der Außenseite des Gehäuses den Schmelzpunkt des leicht schmelzbaren Metalls erreicht9 wird die Temperatur des leicht schmelzbaren Metalls schnell gleich der Schmelztemperatur dieses Metalls, und es schmilzt, und gleichzeitig wird der Wärmeexpansionsdruck des Flußmittels schlagartig erhöht. Infolgedessen kommt es dann, wenn die Temperatur der Außenseite des Gehäuses den Temperaturwert des Schmelzpunkts des leicht schmelzbaren Metalls erreicht, dazu, daß dieses leicht schmelzbare Metall im geschmolzenen Zustand schnell in Kugeln "aufgebrochen" wird. According to the present invention, there is the heat-resistant resin and the easily fusible metal airtight from the inorganic material case includes9 there is no air layer and the thermal conductivity from the outside to the inside, i.e. to the easily fusible metal, is excellent. Both The above-mentioned cyclic heat treatments can be made of inorganic material a protective wall against the increasing pressure of the molten flux due to the heat form, and as a result, there is no void formation between the Housing and the easily fusible metal. As a result, if the temperature of the Outside of the housing has reached the melting point of the easily fusible metal9 the temperature of the easily fusible metal quickly becomes equal to the melting temperature of this metal, and it melts, and at the same time the thermal expansion pressure becomes of the flux increased suddenly. As a result, it then occurs when the temperature the outside of the housing the temperature value of the melting point of the easily fusible Metal achieved, to that this easily fusible Metal in molten state is quickly "broken up" into balls.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in der Stufe, in welcher das leicht schmelzbare Metall schmilzt und "aufgebrochen" wird, der wärmeexpansionsdruck des geschmolzenen Flußmittels merkbar bzw. beachtlich erhöht, und zwar aufgrund des Schutzverhaltens bzw. der Schutzwirkung des Gehäuses, so daß die beiden entgegengesetzten, abgetrennten Endseiten der Leitungsdrähte, deren Querschnittsfläche gleich derjenigen dieser abgetrennten End- bzw. Stirnseite ist, mit hohem Druck belastet werden. Jedoch verhindert der Vorsprung am Leitungsdraht in diesem Falle strikt ein Heraus gleiten des Leitungsdrahts-aus dem aus wärmebeständigem Harz bestehenden Teil, so daß dadurch der Leitungsdraht dem vorstehend erwähnten hohen Druck widerstehen kann. According to the present invention, in the stage in which the Easily fusible metal melts and is "broken up", causing thermal expansion pressure of the molten flux noticeably or considerably increased due to the protective behavior or the protective effect of the housing, so that the two opposite, cut end sides of the lead wires, the cross-sectional area of which is equal to that this separated end or end face is subject to high pressure. However the protrusion on the lead wire strictly prevents it from sliding out in this case of the lead wire-made of the part made of heat-resistant resin, so that thereby the lead wire can withstand the above-mentioned high pressure.
Wie oben beschrieben, kann gemäß der Erfindung eine Uberhitzungsschmelzsicherung von praktischer Nützlichkeit bzw. As described above, according to the invention, an overheating fuse of practical usefulness or
Gebrauchsfähigkeit hergestellt werden, deren Auslösung bzw.Usability are established, the triggering or
Betätigung mit geringerer Verzögerung erfolgt.Actuation takes place with less delay.
Nachstehend werden Ergebnisse eines Betätigungs- bzw. The following are the results of an actuation or
Auslösungstests einer überhitzungsschmelzsicherung nach der vorliegenden Erfindung beschrieben.Trip tests of an overheat fuse according to the present Invention described.
Testergebnis 1 Der Test wurde bezüglich einer Uberhitzungsschmelzsicherung der in Fig. 2 gezeigten Art durchgeführt. Als Gehäuse aus anorganischem Material wurde ein Keramikrohr verwendet, dessen Außendurchmesser 2,5 mm, dessen Innendurchmesser 1,5 mm und dessen Länge 10 mm betrugen. Als wärmebeständiges-Harz wurde eine Mischung aus Araldite AY 103 und Araldite HY 930 (beide von der Firma Ciba-Geigy hergestellt) benutzt. Der Durchmesser des Leitungsdrahts betrug 0,6 mm und die Höhe seines Vorsprungs betrug 0,1 mm. Als leicht schmelzbares Metall wurde eine Legierung vom Sn-Pb-Cd-Typ verwendet, die einen Schmelzpunkt von 145°C hatte; und als Flußmittel wurde eine Mischung aus 80 Teilen Terpentin- bzw.Test Result 1 The test was made for an overheat fuse carried out of the type shown in FIG. As a housing made of inorganic material a ceramic tube was used with an outer diameter of 2.5 mm and an inner diameter 1.5 mm and its length was 10 mm. A mixture was used as the heat-resistant resin made of Araldite AY 103 and Araldite HY 930 (both manufactured by Ciba-Geigy) used. The diameter of the lead wire was 0.6 mm and the The height of its protrusion was 0.1 mm. As an easily fusible metal, a Sn-Pb-Cd type alloy used, which had a melting point of 145 ° C; and A mixture of 80 parts of turpentine or turpentine was used as a flux.
Kolophoniumharz, 18 Teilen Paraffin und 2 Teilen eines oberflächenaktiven Mittels benutzt. Die Menge an verwendetem Flußmittel betrug 20 Vol-, bezogen auf das Volumen des leicht schmelzbaren Metalls.Rosin resin, 18 parts paraffin and 2 parts of a surfactant Used by means. The amount of flux used was 20 vol. Based on the volume of the easily fusible metal.
Während elektrische Wechselspannung von 200 V, 2 A, durch die Testprobe der Überhitzungs s chmelzs i cherung, die unter den obigen Bedingungen hergestellt worden war, hindurchgeleitet wurde, wurde diese Testprobe in ein Ölbad von 145 0C eingetaucht. Die Zeitdauer, die vom Eintauchen bis zum Abschalten bzw. Unterbrechen des elektrischen Stroms verging, betrug 15 sec. Was den Wärmezyklustest betrifft, so wurde ein Test durchgeführt, indem man 700 Mal eine zyklische Behandlung durchführte, wobei jede dieser zyklischen Behandlungen darin bestand, daß man 30 min bei 1250C erwärmte und dann den Prüfling bzw. die Testprobe 30 h bei Zimmertemperatur stehenließ. While electrical alternating voltage of 200 V, 2 A, through the test sample the overheating fuse made under the above conditions was passed through, this test sample was placed in an oil bath at 145 ° C immersed. The length of time from immersion to shutdown or interruption of the electric current passed was 15 sec. As for the heat cycle test, so a test was carried out by cyclic treatment 700 times, each of these cycling treatments consisted of sitting at 1250C. for 30 minutes heated and then left the test specimen or the test sample at room temperature for 30 h.
Zu dem Zeitpunkt, an dem die oben erwähnte Unterbrechung des elektrischen Stroms stattfand, trat ein Herausgleiten der Leitungsdrähte aus der überhitzungsschmelzsicherung auf, was durch die Fixierung bzw. Anbringung des Vorsprungs auf den Leitungsdrähten beseitigt wurde.At the time when the aforementioned interruption of the electrical Stroms took place, the lead wires slipped out of the overheating fuse on what by the fixation or attachment of the projection on the lead wires was eliminated.
Testergebnis 2 Der Test wurde unter den Bedingungen durchgeführt, die vorstehend unter "Testergebnis 1 genannt sind, jedoch mit der Ausnahme, daß ein sehr leicht schmelzbares Metall einer Legierung vom Sn-Pb-Bi-Typ verwendet wurde, die einen Schmelzpunkt von 980C hatte, und daß als Erwärmungstemperatur der zyklischen Wärmebehandlung ein Temperaturwert von 85 0C genommen wurde, und daß die Ölbadtemperatur 1000C betrug.Test result 2 The test was carried out under the conditions those mentioned above under "Test result 1, but with the exception that a very easily fusible metal of an alloy of the Sn-Pb-Bi type was used, which had a melting point of 980C, and that as the heating temperature of the cyclic Heat treatment a temperature value of 85 0C was taken, and that the oil bath temperature Was 1000C.
Bei diesem Test war die Zeitdauer, die vom Eintauchen bis zum Abschalten bzw. Unterbrechen des elektrischen Stroms erforderlich war, 17 sec, und es trat kein Herausgleiten der Leitungsdrähte auf. In this test, the time was from immersion to shutdown or interruption of the electrical current was required 17 sec, and it occurred no sliding out of the lead wires.
Testergebnis 3 Der Test wurde, wie unter "Testergebnis 1" ausgeführt, jedoch mit der Ausnahme, daß ein Bedecken mit Flußmittel weggelassen wurde, und daß anstelle des leicht schmelzbaren Metallstücks ein Stabstück benutzt wurde, das durch Kompressionsgießen bzw. -formen einer Mischung hergestellt wurde, die aus einem Pulver einer Legierung vom Sn-Pb-Cd-Typ von 100 bis 200 mesh Abmessung (entsprechend einer maximalen Teilchengröße von 0,074 bis 0,147 mm) und einem Flußmittel bestand, wobei letzteres aus 80 Teilen Terpentin- bzw. Kolophoniumharz, 18 Teilen Paraffin und 2 Teilen eines oberflächenaktiven Mittels bestand, und wobei außerdem das Volumenverhältnis zwischen dem Pulver und dem Flußmittel 80:20 betrug.Test result 3 The test was carried out as described under "Test result 1" but with the exception that flux covering was omitted, and that instead of the easily fusible piece of metal, a piece of rod was used that by compression molding a mixture made from a powder of an alloy of the Sn-Pb-Cd type of 100 to 200 mesh size (corresponding to a maximum particle size of 0.074 to 0.147 mm) and a flux, the latter consisting of 80 parts of rosin or rosin resin, 18 parts of paraffin and 2 parts of a surfactant, and also wherein the volume ratio between the powder and the flux was 80:20.
In diesem Test war die Zeitdauer, die vom Eintauchen bis zum Unterbrechen des elektrischen Stroms verging, 13 sec, und es trat kein Herausgleiten der Leitungsdrähte auf. In this test, the length of time was from immersion to interruption of the electric current passed 13 seconds, and the lead wires did not slip out on.
Testergebnis 4 Der Test wurde unter den Bedingungen durchgeführt, wie sie unter "Testergebnis 2" beschrieben sind, jedoch mit der Ausnahme, daß eine Bedeckung mit Flußmittel weggelassen wurde, und daß stattdessen das leicht schmelzbare Metall ein Stabstück war, das durch Kompressionsgießen bzw. -formen einer Mischung hergestellt wurde, die aus Pulver einer Legierung vom Sn-Pb-Bi-Typ von 100 bis 200 mesh Abmessung (entsprechend einer maximalen Teilchengröße von 0,074 bis 0,147 mm) und einem Flußmittel bestand, das seinerseits aus 80 Teilen Terpentin- bzw. Kolophoniumharz, 18 Teilen Paraffin und 2 Teilen eines oberflächenaktiven Mittels bestand, wobei außerdem das Volumenverhältnis zwischen dem Pulver und dem Flußmittel 80:20 betrug.Test result 4 The test was carried out under the conditions as described under "Test result 2", with the exception that one Covering with flux was omitted, and that instead the easily meltable one Metal was a piece of rod made by compression molding a mixture made of Sn-Pb-Bi type alloy powder of 100 to 200 mesh dimension (corresponding to a maximum particle size of 0.074 to 0.147 mm) and a flux, which in turn consisted of 80 parts of rosin or rosin, 18 parts paraffin and 2 parts a surfactant and the volume ratio between the powder and the flux 80:20 was.
In diesem Testergebnis 4 war die Zeitdauer, die vom Eintauchen bis zum Unterbrechen des elektrischen Stroms verging, 15 sec, und es trat kein Herausgleiten der Leitungsdrähte auf. In this test result, 4 was the length of time from immersion to 15 seconds passed before the electric current was interrupted, and there was no sliding out of the lead wires.
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