DE3304263A1

DE3304263A1 - Glasschmelzsicherungen sowie verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE3304263A1
Application number: DE19833304263
Authority: DE
Inventors: Georg 8411 Zeitlarn Sillner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-02-08
Filing date: 1983-02-08
Publication date: 1984-08-09

Description

Titel: "Glasschmelzsicherungen sowie Verfahren zu ihrer
Herstellung" Glasschmelzsicherunqen sowie Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf Glasschmelzsicherungen, Glasschmelzeinsätze für derartige Sicherungen sowie auf Verfahren zu deren Herstellung.
Glasschmelzsicherungen bekannter Art werden in der Regel nach der Innenlötmethode oder nach der Außenlötmethode hergestellt.
Bei der Innenlötmethode wird in den rohrförmigen Glaskörper ein Stück Schmelzleiter eingesetzt, der in seinem mittleren Teil geradlinig ausgebildet ist und an den beiden entgegengesetzten Enden jeweils hakenförmig so gebogen ist, daß der eine Haken am unteren Ende der Glaskörperwand und der andere Haken am oberen Ende der gegenüberliegendenGlaskörperwand aufgesetzt ist, so daß der Leiter das Rohrinnere diagonal durchsetzt und durch die Haken positioniert wird. Anschließend werden die Ober- und die Unterkappe auf den Glaszylinder aufgesetzt, so daß die gebogenen Leiterenden zwischen Glaswandung und Kappenwand angeordnet bzw. eingeklemmt sind. Schließlich wird nacheinander in beide Kappen elektrisch leitende Lötmasse eingefüllt, die den Leiter an der Glaswand festlegt und gleichzeitig die elektrische Verbindung zwischen Leiter und Kappe herstellt.
Diese Herstellmethode ist bei Sicherungen mit stärkerem Drahtdurchmesser für den Schmelzleiter problematisch, weil zwischen Glaswand und Kappe nur ein begrenztes Spiel möglich ist. Außerdem fluchten die beiden gegenüberliegenden Kappen nicht. Bei Leitern mit sehr geringem Drahtdurchmesser ist es außerordentlich schwierig und aufwendig, die einzelnen Drahtstücke, die sich bereits beim Schneiden an den Enden einrollen, exakt einzusetzen und beim Aufsetzen der Kappen in dieser Position zu halten. Eine Verklebung zwischen Kappe und Glaswand erfolgt durch die Lötmasse nicht, da die Lötmasse in der Regel Lötzinn ist,das sich mit Glas nicht verbindet. Damit halten die aufgesteckten Kappen nicht gut auf dem Glaskörper.
Ein besonderes Problem tritt bei dieser Methode in Form der sogenannten "Wandanlieger" auf. Dieses Problem besteht darin, daß der in den Glaskörper eingesetzte Schmelzleiter nicht seine vorgesehene Position (Haken am unteren Ende der Glaswand, geradliniger, diagonaler Verlauf des Schmelzleiters von unten nach oben und weiterer Haken am oberen Ende der diagonal gegenüberliegenden Glaswandseite) beibehält, sondern sich aus der diagonalen Position löst und in Umfangsrichtung der Glaswand soweit bewegt, bis der Schmelzleiter mit seinem geradlinigen Teil im wesentlichen an der Innenwand des Glaskörpers anliegt. Damit wird die Charakteristik der Schmelzsicherung verfälscht und die Sicherung unbrauchbar.
Eine nach der Außenlötmethode hergestellte Glasschmelzsicherung ist so aufgebaut, daß ein rohrförmiger Glaskörper an beiden entgegengesetzten Enden eine zylindrische Kappe aufweist, deren Boden nach innen erhaben bzw.gewölbt ist und eine zentrische, kreisförmige Öffnung besitzt, und die auf dem Glaskörper befestigt, insbes.verklebt ist. Die Öffnung dient zur Aufnahme eines geradlinigen Schmelzleiters, der das Glasrohr und die beiden Kappen axial und zentrisch durchsetzt. Der Schmelzleiter wird in der Vertiefung einer jeden Kappe dadurch fixiert, daß die Vertiefung der Kappe mit Lötmaterial ausgefüllt, und der sich über die Öffnung nach außen erstreckende Schmelzleiter mit Lötmaterial umgossen wird.
Durch das Löten ergibt sich, daß die Maßhaltigkeit schlecht reproduzierbar ist. Die Kappen werden vor dem Verlöten mit dem Glaskörper verklebt, wodurch sich eine Versprödung ergibt. Zwar kann fortlaufendes Schmelzleitermaterial verarbeitet werden, es ist jedoch erforderlich und aufwendig, nach dem Fertigstellen, d.h. nach dem Verlöten der Sicherung den Draht zu putzen. Es ist bei dieser Herstellmethode aber außerdem erforderlich, die Einzelbestandteile der Sicherungen (Glaskörper, Kappen) nebeneinander anzuordnen, den Draht mäanderförmig durch die einzelnen nebeneinanderliegenden Glaskörper hindurchzuführen, und an Ort und Stelle die Außenverlötung vorzunehmen.
Aufgabe der Erfindung ist es, Glasschmelzsicherungen sowie Verfahren zu ihrer Herstellung anzugeben, wobei die Nachteile der beiden vorbeschriebenen Methoden ausgeschaltet werden, der Herstellvorgang ein Minimum an Zeit-, Material- und Arbeitsaufwand erfordert, die Herstellung mit Endlosschmelzleitern auf einfachste Weise in Automaten durchgeführt werden kann, beliebigeStärken von Schmelzleiterdrähten, insbesondere sehr dünne Drähte problemlos verarbeitet werden können, und Glasschmelzsicherungen mit eindeutig definierter Charakteristik und mit exakt reproduzierbarer Maßhaltigkeit erzielt werden.
Gemäß der Erfindung wird dies mit den Merkmalen des Kennzeichens der Ansprüche 1, 3 und 7 erreicht.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird erreicht, daß die Herstellung des Schmelzleitereinsatzes auf besonders einfache und billige Weise mit hoher Genauigkeit, auch bei Verwendung feinster Schmelzleiterdrähte erfolgen kann, daß die Schmelzleitereinsätze im Endlosverfahren hergestellt werden können, daß die Handhabung der Schmelzleiter aufgrund der Verbindung mit einem versteifenden Träger problemlos erfolgen kann, insbesondere auch das maschinelle Weiterbefördern, Sortieren, Verpacken usw.. Weiterhin ergibt sich als Vorteil, daß eine echte Verlötung zwischen dem Schmelzleiterdraht, dem Träger, der Glaswandung und der Metallkappe erzielt wird, so daß der Schmelzleitereinsatz eine zusätzliche mechanische Halterung erfährt und die Sicherung sehr stabil ist. Durch Verwendung eines streifenförmigen Trägers läßt sich ferner, wenn die Breite des Trägers etwas größer gewählt wird als der Durchmesser des Glasrohres, erreichen, daß der Schmelzeinsatz unter Vorspannung in das Glasrohr eingesetzt und damit positioniert werden kann.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Ausführungsform einer Glasschmelzsicherung nach der bekannten Innenlötmethode, Fig. 2 eine schematische Darstellung des Problems der "Wandanlieger", Fig. 3 eine weitere bekannte Ausführungsform einer Glasschmelzsicherung, hergestellt nach der Außenlötmethode, Fig. 4 eine schematische Darstellung der Herstellmethode eines Schmelzeinsatzes nach der Erfindung, in Aufsicht, Fig. 5 eine Darstellung der Anordnung nach Fig. 4, in seitlicher Schnittansicht, Fig. 6 eine Seitenschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, Fig. 7 eine Seitenschnittansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung, Fig. 8 eine Seitenschnittansicht einer vierten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 9 eine Glasschmelzsicherung nach der Erfindung mit einem Schmelzeinsatz nach Fig. 4, und Fig. 10 eine Glasschmelzsicherung nach der Erfindung mit einem Schmelzeinsatz nach Fig. 7.
In Fig. 1 besteht die Glasschmelzsicherung aus einem rohrförmigen Glaskörper 1, einer oberen Endkappe 2, einer unteren Endkappe 3, einem Schmelzleiter 4, der aus einem den Glaskörper 1 diagonal durchsetzenden geradlinigen Teil 5 sowie einem hakenförmigen oberen Ende 6 und einem unteren hakenförmigen Ende 7 besteht, und der Lötmasse 8 an der oberen Endkappe 2 sowie der Lötmasse 9 an der unteren Endkappe 3. Eine derartige Glasschmelzsicherung ist nach der oben erläuterten Innenlötmethode hergestellt. Der Schmelzleiter ist mit seinen Endabschnitten 6 und 7 durch die Kappen 2 und 3 am Glasrohr 1 festgelegt und die leitende Verbindung zwischen dem Schmelzleiter und der jeweiligen Metallkappe 2 und 3 erfolgt über die Lötverbindung. Bei dieser Ausführung ist, wie weiter oben ebenfalls erläutert, ein erhebliches Problem in den "Wandanliegern" zu sehen; dieses Problem ist in Fig. 2 schematisch dargestellt, wobei Fig. 2 eine Aufsicht auf die Darstellung nach Fig. 1 bei entfernter Kappe 2 ist. Der Schmelzleiter 5 mit seinem oberen Ende 6 hat hierbei die Position 5' , 6' eingenommen, so daß der Schmelzleiter über einen wesentlichen Teil seiner Länge an der Innenfläche des Glaskörpers 1 anliegt.
Bei der Glasschmelzsicherung nach Fig. 3, die nach der Außenlötmethode hergestellt ist, sind die Kappen 10 und 11 so ausgebildet, daß ausgehend vom Bodenabschnitt 12 eine nach innen in den Glaskörper 1 vorgesehene napfförmige Vertiefung 13 ausgebildet wird, die im Innenbereich 14 eine tjffnung aufweist, durch die hindurch der geradlinige Draht 15 geführt ist. Der Draht 15 wird durch die Lötmasse 16, die außen auf die Vertiefung der Kappe aufgebracht wird, positioniert. Entsprechend ist die untere Kappe mit einem Lötauftrag 17 versehen. Der Schmelzleiter 15 endet in Höhe des Bodens 12 der Kappen 10, 11. In der Fig. 3 ist dieser Schmelzleiter mäanderförmig weitergeführt, um die Herstellmethode anzudeuten; hierzu sind zur Erläuterung eine weitere untere und obere Metallkappe schematisch angedeutet. Das Verbindungsstück zwischen zwei nebeneinanderliegenden Sicherungen wird durch Wegputzen entfernt.
Aus der Darstellung nach Fig. 4 ergibt sich das Prinzip des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens. Ein als Streifen, Band oder dergl. ausgebildeter endloser Träger 18 aus Kunststoff, Papier, Keramik oder dergl. nichtleitendem Material besteht aus einzelnen Abschnitten 19, 20, 21, deren Länge der Längserstreckung eines Glasrohres 1 einer Schmelzsicherung entspricht.
Jeder dieser Abschnitte 19, 20, 21 ist mit einer koaxialen, langlochförmigen Aussparung 22, 23, 24, die sowohl in der Längs- als auch in der Querrichtung symmetrisch ausgebildet ist, versehen..Auf dem Trägerstreifen oder -band 18 ist mittig ein geradliniger Schmelzleiter 25 angeordnet, der an den Stellen 26, 27, 28, nämlich an den Stellen, an denen zwei jeweils benachbarte Abschnitte 19, 20, 21 zusammentreffen, mit dem Träger 18 verbunden sind. Diese Verbindung geschieht beispielsweise durch Verlöten, durch Auftragen einer lötbaren Schicht, durch Ultraschallschweißen, durch Preßschweißen, oder durch andere an sich bekannte Verbindungsmethoden. Nach dem Verbinden des Schmelzleiters 25 mit dem Träger 18 wird der Träger an den Linien 29, 30, 31 durchtrennt, und die Abschnitte 19, 20, 21 stellen jeweils getrennte Schmelzleitereinsätze für eine Glasschmelzsicherung dar.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6, in der der Träger 32 als durchgehendes Band oder durchgehender Streifen im Schnitt dargestellt ist, sind auf dem Träger Erhebungen, Ansätze oder dergl. 33, 34, 35, z. b. aus dem gleichen Material wie der Träger, nämlich aus Kunststoff, Papier, Keramik oder dergl.,vorgesehen, an denen der Schmelzleiter 36 durch Verlöten, Verpressen, UltraschweiEpressen oder dergl. befestigt ist. An diesen Verbindungsstellen wird bei 37,38 ,39 der Trägerstreifen 32 durchschnitten, so daß einzelne Schmelzleitereinsätze erhalten werden, an denen der Schmelzleiter 36 lediglich an den beiden Enden befestigt ist, während er über nahezu die gesamte Strecke zwischen den beiden Verbindungsstellen jeweils zweier benachbarter Ansätze frei liegt. Eine entsprechende, ähnliche Ausführungsform ist im Schnitt in Fig. 7 dargestellt, bei der der Träger 40 als endloser Streifen, endloses Band oder dergl.
ausgebildet ist, auf dem de-r Schmelzleiter 41 an den Stellen 42, 43, 44 durch entsprechenden Materialauftrag, z.B. Verzinnen mittels Lötpaste, galvanischen Auftrag oder dergl. festgelegt wird, derart, daß der Leiter 41 in den Aufträgen 42, 43, 44 eingebettet ist und zwischen diesen Auftragsstellen frei liegt.
Der Abstand der Stellen 42, 43, 44 entspricht der Länge des Glasrohres des Schmelzleiters. Der Träger 40 mit dem daran befestigten Schmelzleiter 41 wird mittig an den Stellen 42, 43, 44 durchtrennt, so daß einzelne Schmelzeinsätze für die Verwendung in den Glasschmelzsicherungen entstehen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 ist der Träger als Doppelträger 45, 46 ausgebildet, und der Schmelzleiter 47 ist zwischen den beiden Trägern 45 und 46 angeordnet. Der Träger 45 besteht aus Abschnitten 48 und 49, der Träger 46 aus Abschnitten 50 und 51. Die Abschnitte 48 und 50 weisen einen Abstand vom Schmelzleiter 47 auf, während die Abschnitte 49 und 51, die wesentlich kürzer als die Abschnitte 48 und 50 ausgebildet sind, gegen den Schmelzleiter 47 deformiert sind und den Schmelzleiter 47 positionieren. Die Träger 45 und 46 sind zueinander symmetrisch relativ zum Schmelzleiter 47 ausgebildet und haben etwa mäanderförmige Gestalt. Dabei kann die an den Stellen 49, 51 benötigte Deformation durch Zusammenpressen, Ultraschallschweißen oder durch eine sonstige Verbindung, auch mechanischer Art, erstellt werden, oder aber die Träger 45 und 46 sind von vorneherein so ausgebildet, daß Einprägungen 49 und 51 vorgesehen sind, sodaß zur Herstellung der Schmelzeinsätze keine nachträgliche Deformierung bei 49 und 51 erfolgen muß, sondern lediglich der Schmelzleiter 47 mit den Vertiefungen 49 und 51 eine feste Verbindung erhalten muß. Auch die Träger 45 und 46 sind aus elektrisch nichtleitendem Material hergestellt.
Sie werden an den Stellen 49 und 51 durchtrennt, so daß aufgrund des fortlaufenden Durchtrennens der Träger 45, 46 an den Stellen 49 und 51 die Schmelzeinsätze gebildet werden. Die Träger 45, 46 können beispielsweise aus thermoplastischem Material bestehen, so daß durch Wärmeeinwirkung an den Stellen 49 und 51 eine feste Einbettung des Schmelzleiters 47 erzielt wird.
Die Figuren 9 und 10 zeigen zwei Ausführungsformen einer fertigen Glasschmelzsicherung nach der Erfindung. In Fig. 9 findet ein Schmelzeinsatz Anwendung, wie er nach der Herstellmethode der Fig. 4 bzw. 5 erhalten wird. Der Schmelzeinsatz 19 mit der Aussparung 22 und dem Schmelzleiter 25 wird in das Glasrohr 53 eingesetzt, es werden die Schutzkappen 54 und 55 aufgesetzt, und es wird Lötmaterial 56, 57 zwischen Kappe 54 bzw. 55 und Glasrohr 53 sowie Schmelzleiter 19 eingefüllt, das etwa die in Fig. 8 gezeigte Form annimmt, und das die jeweiligen Enden der Schmelzeinsätze, d.h. Träger und Schmelzdraht fest umschließt und zusätzlich zu der elektrischen Verbindung eine gute mechanische Halterung ergibt.
Bei der Darstellung nach Fig. 10 ist ein Schmelzeinsatz nach Fig. 7 verwendet, die Verlötung erfolgt ähnlich wie nach Fig.
9.

Claims

Patentansprüche: X Verfahren zum Herstellen von Glasschmeizsicherungen, in dem in einem den Glaskörper von einem Ende zum anderen Ende durchsetzender Schmelzleiter angeordnet wird und auf die beiden Enden des Glaskörpers je eine stromleitende Metall kappe aufgesetzt wird, sowie die beiden Metallkappen und der Schmelzleiter an den beiden Enden des Glaskörpers mit Hilfe einer Lötmasse vergossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzleiter auf einem nichtleitenden Träger befestigt wird, daß Träger und Schmelzleiter in das Glasrohr eingeführt werden, und daß Träger und Schmelzleiter nach Aufsetzen der beiden Endkappen mit ihren Endbereichen in Lötmaterial eingebettet werden, derart, daß Kappe, Glaskörperende, Träger und Schmelzleiter relativ zueinander durch die Lötmasse positioniert sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit aus Träger und Schmelzleiter zum Positionieren unter Vorspannung in den Glaskörper eingesetzt wird.
3. Verfahren zum Herstellen von Schmelzleitereinsätzen mit Endlosdraht, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem elektrisch nichtleitenden Streifen bzw. Band oder dergl. ein endloser, geradliniger, drahtförmiger Schmelzleiter aufgelegt wird, daß der Schmelzleiter auf dem Träger in Abständen gleich der Länge des Glaskörpers der Schmelzsicherung befestigt wird, und daß der Träger an den Befestigungsstellen des Leiters quer zur Längsachse des Drahtes und des Trägers durchschnitten wird, derart, daß an den beidenEnden eines jeden einzelnen Abschnittes der Schmelzleiter fest mit dem Träger verbunden ist, jedoch über den größten Teil der Schmelzleiterlänge mit dem Träger nicht befestigt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im träger eine langlochartige Öffnung ausgebildet, z.B. gestanzt wird, deren lange Achse mit der Längsachse des Trägerstreifens zusammenfällt.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem ebenen Trägerstreifen im Abstand der Länge des Glasrohres Erhebungen ausgebildet werden, mit denen der Leiter verbunden wird, und daß an den Verbindungsstellen derTräger mit Schmelzleiter durchschnitten wird und die einzelnen Abschnitte als Schmelzeinsatz verwendet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei im Abstand voneinander angeordnete, parallele, ebene Trägerstreifen mit dazwischen angeordnetem, achsgleichem, geradem Schmelzleiter an Stellen miteinander verbunden werden, die voneinander um die Länge des Glasrohres versetzt sind, und daß die Trägerstreifen an diesen Stellen durchtrennt werden, derart, daß jeder Abschnitt zwischen jeweils zwei benachbarten Stellen einen Schmelzeinsatz darstellt.
7. Schmelzleitereinsatz für Glasschmelzsicherungen, insbes. zur Verwendung sehr dünner Schmelzleiter, die den Glaskörper bis zu den Endkappen durchsetzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzleitereinsatz aus einem nichtleitenden Träger und dem den Träger überspannenden Schmelzleiter besteht, die beide gleiche Längserstreckung haben, daß die Länge des Trägers gleich der Länge des Glasrohres der Schmelzsicherung ist, und daß der Schmelzleiter mit dem Träger an den beiden Enden befestigt ist.
8. Schmelzleitereinsatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine rechteckförmige Platte ist, deren Schmalseiten mit den Endkappen zusammenwirken und deren Längsseiten dem Durchmesser des Glasrohres entsprechen.
9. Schmelzleitereinsatz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine langlochförmige Aussparung in Richtung sei-ner Längsachse aufweist, die der Schmelzleiter freiliegend überspannt.
10. Schmelzleitereinsatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus zwei parallel zueinander und im Abstand voneinander angeordneten Trägerelementen in Form von Streifen oder Bändern besteht, daß zumischen den beiden Trägerelementen ein geradliniger Schmelzleiter koaxial angeordnet ist, und daß die beiden Trägerelemente im Abstand der Länge des Glaskörpers aufeinander zu so deformiert sind, daß der Schmelzleiter an dieser Stelle mit den beiden Trägerelementen fest verbunden ist.
11. Schmelzleitereinsatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus zwei parallel zueinander und im Abstand voneinander angeordneten Trägerelementen aus erhabenen und vertieften Abschnitten besteht, daß der geradlinige Schmelzleiter zwischen den beiden Trägerelementen angeordnet und an den vertieften Abschnitten befestigt bzw. festgelegt ist, und daß die erhabenen Abschnitte den freiliegenden Abschnitten des Schmelzleiters zugeordnet sind sowie ein Vielfaches der Länge der vertieften Stellen darstellen.
12. Schmelzleitereinsatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerstreifen im Abstand der Länge des Glasrohres Ansätze aufweist, die als Aufnahmeglieder für den Schmelzleiter dienen.
13. Schmelzleitereinsatz nach einem der Ansprüche 7 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein Kunststoff-, Papier-, Keramik- oder dergl.-band bzw. -streifen ist.