DE69700288T2 - Fuse combination, method for its manufacture, and circuit arrangement containing it - Google Patents
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Description
Diese Anmeldung ist auf eine Schmelzsicherungskombination gerichtet, die eine Anzahl von Schmelzelementen auf einem isolierenden Träger einschließt, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung der Kombination und deren Verwendung in einer elektrischen Schaltung. Solch eine Schmelzsicherungskombination und ein Verfahren zu deren Herstellung ist z. B. in US-A-4498068 gezeigt.This application is directed to a fuse combination including a number of fuse elements on an insulating support, as well as to a method of making the combination and its use in an electrical circuit. Such a fuse combination and a method of making it is shown, for example, in US-A-4498068.
Eine typische Vorrichtung nach dem Stand der Technik, von der die vorliegende Erfindung eine Verbesserung ist, ist in Fig. 11 gezeigt. Die Schmelzsicherungen 1 umfassen schmelzbare Abschnitte 2, die in diesem Fall an einen einzigen nicht numerierten Anschluß angeschlossen sind. Die Schmelzsicherungen 1 sind aus einer leitfähigen Metallplatte herausgestanzt, und die schmelzbaren Bereiche 2 sind enger geschnitten als der Rest der Schmelzsicherung, um die Belastbarkeit der Schmelzsicherungen festzulegen. Dies ist jedoch beim Stanzen einer Metallplatte sehr schwierig durchzuführen und daher nicht völlig zufriedenstellend. Wenn andererseits eine dünnere Metallplatte verwendet wird, wird dies auch dazu führen, daß die schmelzbaren Bereiche dünner sind, und eine Steuerung des fließenden Stromes erlauben. Jedoch wird auch der Rest der Schmelzsicherungen dünner und schwierig an andere Anschlüsse anzuschließen sein.A typical prior art device, of which the present invention is an improvement, is shown in Figure 11. The fuses 1 comprise fusible sections 2, which in this case are connected to a single unnumbered terminal. The fuses 1 are punched out of a conductive metal plate and the fusible areas 2 are cut narrower than the rest of the fuse to determine the current carrying capacity of the fuses. However, this is very difficult to do when punching a metal plate and is therefore not entirely satisfactory. On the other hand, if a thinner metal plate is used, this will also result in the fusible areas being thinner and allowing control of the current flowing. However, the rest of the fuses will also be thinner and difficult to connect to other terminals.
Die vorliegende Erfindung ist dazu gedacht, eine Schmelzsicherungskombination zur Verfügung zu stellen, die aus einem Metallblatt gestanzt werden kann und die so gestaltet werden kann, daß sie die Schaltung, in die sie eingebracht wird, auf eine niedrige Strombelastbarkeit begrenzt. Außerdem schließt diese Erfindung Anschlüsse von genügender Stärke und Dicke ein, so daß diese ohne weiteres in andere Anschlüsse eingesteckt werden können.The present invention is intended to provide a fuse combination that can be stamped from a sheet of metal and that can be designed to limit the circuit into which it is incorporated to a low current carrying capacity. In addition, this invention includes terminals of sufficient strength and thickness so that they can be easily plugged into other terminals.
Es wird eine Schmelzsicherungskombination mit einer Anzahl von Schmelzelementen, die in einer Ebene auf einem isolierenden Träger angeordnet sind, zur Verfügung gestellt. Die Schmelzelemente sind im allgemeinen von langgestreckter Form und haben erste und zweite Kontakte mit dazwischen angeordneten schmelzbaren Abschnitten. Letzere weisen eine geringere Dicke als erstere auf.A fuse combination is provided comprising a number of fusible elements arranged in a plane on an insulating support. The fusible elements are generally elongated in shape and have first and second contacts with fusible sections arranged therebetween. The latter have a smaller thickness than the former.
Die Schmelzsicherungselemente sind parallel angeordnet und voneinander beabstandet. Ein erstes Band verbindet benachbarte erste Kontakte an deren Enden und, in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, verbindet ein zweites Band die zweiten Kontakte an deren Enden. Auf diese Weise wird die Anzahl von Schmelzsicherungselementen in der richtigen Abstandsbeziehung gehalten.The fuse elements are arranged in parallel and spaced apart from one another. A first band connects adjacent first contacts at their ends and, in a preferred embodiment of the invention, a second band connects the second contacts at their ends. In this way, the number of fuse elements is maintained in the correct spaced relationship.
Ein isolierender Träger, der im wesentlichen komplementär zur Ebene der Schmelzsicherungselemente ist, ist ebenfalls vorgesehen. Eine Abmessung des Trägers ist kürzer als der Abstand zwischen den Enden der Schmelzsicherungselemente. Auf diese Weise erstrecken sich die äußeren Enden der ersten und zweiten Kontakte über den isolierenden Träger hinaus.An insulating support substantially complementary to the plane of the fuse elements is also provided. A dimension of the support is shorter than the distance between the ends of the fuse elements. Thus, the outer ends of the first and second contacts extend beyond the insulating support.
Der Träger ist auch mit Ausnehmungen versehen, die den schmelzbaren Abschnitten der Schmelzsicherungselemente entsprechen. Die schmelzbaren Abschnitte sind auf dem Träger so angeordnet, daß die schmelzbaren Elemente die Ausnehmungen überqueren. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Ausnehmungen tatsächlich Löcher, die sich komplett durch den Träger erstrecken. Die Schmelzsicherungselemente und der Träger werden aneinander befestigt, um die Schmelzsicherungskombination zu vollenden.The carrier is also provided with recesses corresponding to the fusible portions of the fuse elements. The fusible portions are arranged on the carrier so that the fusible elements cross the recesses. In a preferred embodiment of the invention, the recesses are actually holes that extend completely through the carrier. The fuse elements and the carrier are secured together to complete the fuse combination.
Vorzugsweise wird die Kombination dann um eine Achse, die quer zu den langgestreckten Schmelzsicherungselementen und durch die Ausnehmungen oder Löcher verläuft, in eine U-Form gebogen. Insbesondere wurde es als nützlich herausgefunden, wenn der Träger entlang der zuvor beschriebenen Achse geschwächt ist, um ein Biegescharnier zur Verfügung zu stellen.Preferably, the combination is then bent into a U-shape about an axis which is transverse to the elongate fuse elements and through the recesses or holes. In particular, it has been found useful if the carrier is weakened along the axis previously described to provide a bending hinge.
Eine vorzugsweise transparente Abdeckung ist über den schmelzbaren Abschnitten angeordnet, um diese zu schützen. Da die Abdeckung transparent ist, kann ohne weiteres durch visuelle Inspektion festgestellt werden, wenn eine Schelzsicherung geschmolzen ist. Die Kombination mit den über den Träger vorstehenden ersten und zweiten Kontakten kann dann in einen komplementären Sockel eingeführt werden.A preferably transparent cover is arranged over the fusible sections to protect them. Since the cover is transparent, it can be easily determined by visual inspection when a fuse has melted. The combination with the first and second contacts protruding from the carrier can then be inserted into a complementary socket.
In den beiliegenden Zeichnungen, die einen Teil hiervon bilden, und in denen gleiche Referenzzeichen gleiche Teile bezeichnen, ist:In the accompanying drawings, which form a part hereof, and in which like reference characters indicate like parts:
Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Schmelzsicherungselemente und des isolierenden Trägers;Fig. 1 is an exploded perspective view of the fuse elements and the insulating carrier;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der auf dem Träger angeordneten Schmelzsicherungselemente;Fig. 2 is a perspective view of the fuse elements arranged on the carrier;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Schmelzsicherungskombination von Fig. 3, nachdem diese in die U-förmige Form gebogen worden ist;Fig. 3 is a perspective view of the fusible link combination of Fig. 3 after it has been bent into the U-shaped form;
Fig. 4 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Schmelzsicherungskombination, wie sie sich unmittelbar vor dem Einführen in einen Sockel, der bereits Kontakte einer Anschlußleiste aufgenommen hat, darstellt;Fig. 4 is an exploded perspective view of the fuse combination as it appears immediately before insertion into a socket which already has contacts of a terminal block;
Fig. 5 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht der Metallplatte, aus der die Schmelzsicherungselemente der vorliegenden Erfindung hergestellt sind;Fig. 5 is a perspective, partially sectioned view of the metal plate from which the fuse elements of the present invention are made;
Fig. 6 ein fragmentarischer Querschnitt des Trägers, der eine Art des Befestigens der Schmelzsicherungselemente daran zeigt;Fig. 6 is a fragmentary cross-section of the carrier showing one manner of securing the fusible elements thereto;
Fig. 7 ein Querschnitt der Schmelzsicherungskombination vor dem Biegen;Fig. 7 a cross-section of the fuse combination before bending;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht der Schmelzsicherungskombination der vorliegenden Erfindung in einem Sockel, der wiederum Kontakte einer Anschlußleiste aufgenommen hat;Fig. 8 is a perspective view of the fuse combination of the present invention in a socket which in turn has received contacts of a terminal block;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Schmelzsicherungselemente der vorliegenden Erfindung;Fig. 9 is a perspective view of another embodiment of the fuse elements of the present invention;
Fig. 10 eine Ansicht, ähnlich der von Fig. 9, einer weiteren Modifikation der Schmelzsicherungselemente der vorliegenden Erfindung; undFig. 10 is a view similar to Fig. 9 of a further modification of the fuse elements of the present invention; and
Fig. 11 eine fragmetarische Draufsicht auf eine Vorrichtung nach Stand der Technik.Fig. 11 is a fragmentary plan view of a device according to the prior art.
Eine Metallplatte 12 weist einen ersten und einen zweiten Abschnitt 12a mit einem dazwischen angeordneten dritten Abschnitt 12b auf. Der dritte Abschnitt 12b ist vorzugsweise dünner als jeder der beiden anderen Abschnitte. Wie in den Fig. 1 bis 8 gezeigt ist, wird eine Anzahl von Schmelzsicherungselementen 11 aus der Metallplatte 12 herausgestanzt. Jedes Schmelzsicherungselement 11 besteht aus einem ersten und einem zweiten Kontakt 16 und einem schmelzbaren Abschnitt 20. Die Enden der Kontakte 16 sind mittels Verbindungsabschnitten 14 an Bänder 13 angebracht.A metal plate 12 has a first and a second portion 12a with a third portion 12b disposed therebetween. The third portion 12b is preferably thinner than either of the other two portions. As shown in Figs. 1 to 8, a number of fuse elements 11 are punched out of the metal plate 12. Each fuse element 11 consists of a first and a second contact 16 and a fusible portion 20. The ends of the contacts 16 are attached to bands 13 by means of connecting portions 14.
Der isolierende Träger 15 ist mit Öffnungen 22 und Blockiervorsprüngen 19 versehen. Am Scharnier 23 weist der Träger 15 eine reduzierte Dicke auf, um das Biegen zu unterstützen. Die Schmelzsicherungselemente 11 werden auf dem Träger 15 so angeordnet, daß die Blockiervorsprünge 19 in die Kerben 16a eingreifen, wodurch die Schmelzsicherungselemente 11 wie benötigt positioniert sind. Die Vorsprünge 19 sind höher als die Dicke der Kontakte 16 und sind, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, über die Kanten der Kontakte gebogen, um sie auf dem isolierenden Träger zu sichern. Dies kann z. B. durch Wärme und Druck ausgeführt werden. Danach werden die Bänder 13 durch Zerschneiden der Verbindungsabschnitte 14 entfernt und entsorgt.The insulating support 15 is provided with openings 22 and blocking projections 19. At the hinge 23, the support 15 has a reduced thickness to assist bending. The fuse elements 11 are arranged on the support 15 so that the blocking projections 19 engage in the notches 16a, whereby the fuse elements 11 are positioned as required. The projections 19 are higher than the thickness of the contacts 16 and, as shown in Fig. 6, are bent over the edges of the contacts to secure them on the insulating support. This can be done, for example, by heat and pressure. Thereafter, the bands 13 are removed by cutting the connecting sections 14 and disposed of.
Mit Bezug insbesondere auf die Fig. 2 und 3 wird der Träger 15 dann um das Scharnier 23 in eine U-Form, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, gebogen oder gefaltet. Vorzugsweise wird zumindest über die schmelzbaren Abschnitte 20 zum Schutz eine Abdeckung 21 angeordnet. Es wird bevorzugt, daß die Abdeckung 21 transparent ist, so daß es visuell festgestellt werden kann, wenn eine Schmelzsicherung aufgrund eines zu hohen Stromes geschmolzen ist.Referring particularly to Figures 2 and 3, the carrier 15 is then bent or folded about the hinge 23 into a U-shape as shown in Figure 3. Preferably, a cover 21 is placed over at least the fusible sections 20 for protection. It is preferred that the cover 21 be transparent so that it can be visually detected when a fuse has melted due to excessive current.
Die Schmelzsicherungskombination ist z. B. in Fig. 4 so gezeigt, wie sie sich gerade vor dem Einführen in einen Sockel 17 darstellt. Der Sockel 17 enthält eine der Anzahl an Schmelzsicherungelementen 11 entsprechende Anzahl von Anschlußkammern 25. Kontakte einer Anschlußleiste 26, z. B. von einer Schaltkreisplatte, erstrecken sich nach oben in die Anschlußkammern. Die Schmelzsicherungskombination 29 wird nach unten gedrückt (wie es in Fig. 4 gezeigt ist), so daß die Außenwände der Abdeckung 21 in die Einsetzwände 27 eingreifen. Dies sorgt für die richtige Positionierung der Schmelzsicherungskombination 29 und ermöglicht jedem der Kontakte 16, in seine entsprechende Eintrittsöffnung 25a einzutreten. Wenn der isolierende Träger 15 um das Scharnier 23 gebogen wird, werden ausgeschnittene Abschnitte 28 gebildet, in denen die schmelzbaren Abschnitte 20 angeordnet sind.The fuse combination is shown in Fig. 4, for example, as it appears just before being inserted into a socket 17. The socket 17 contains a number of connection chambers 25 corresponding to the number of fuse elements 11. Contacts of a connection strip 26, e.g. from a circuit board, extend upwards into the terminal chambers. The fuse combination 29 is pushed downwards (as shown in Fig. 4) so that the outer walls of the cover 21 engage the insertion walls 27. This ensures the correct positioning of the fuse combination 29 and allows each of the contacts 16 to enter its respective entry opening 25a. When the insulating support 15 is bent about the hinge 23, cut-out sections 28 are formed in which the fusible sections 20 are arranged.
In einer Abwandlung der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist, wird eine verzweigte Schmelzsicherung zur Verfügung gestellt. Die Schmelzsicherungselemente 31 sind elektrisch mittels eines Verbindungsstücks 33 verbunden, das wiederum mit einem Kontakt 32 verbunden ist. In Fig. 10 ist eine Abwandlung der in Fig. 9 gezeigten Vorrichtung gezeigt. Diese verzweigte Schmelzsicherung besitzt ein Verbindungsstück 33, das alle Schmelzsicherungselemente 31 elektrisch miteinander vereinigt. Es gibt jedoch zwei Anschlüsse für eine passende Schaltung.In a variation of the present invention, as shown in Fig. 9, a branched fuse is provided. The fuse elements 31 are electrically connected by means of a connector 33, which in turn is connected to a contact 32. In Fig. 10, a variation of the device shown in Fig. 9 is shown. This branched fuse has a connector 33 which electrically unites all of the fuse elements 31. However, there are two terminals for a mating circuit.
Die vorliegende Erfindung, wie sie hier beschrieben und beansprucht wird, besitzt zahlreiche Vorteile gegenüber den Schmelzsicherungskombinationen, die zuvor bekannt waren. Um die Strommenge, die die Schmelzsicherung toleriert, vorherzubestimmen, ist es nötig, daß die Querschnitte der schmelzbaren Abschnitte der Schmelzsicherungselemente sorgfältig kontrolliert werden können. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dies durch das zur Verfügungstellen der Metallplatte mit dicken Bereichen (die letztendlich die Kontakte bilden) und eines dünnen Bereichs (der letztendlich die schmelzbaren Abschnitte bildet), vollbracht.The present invention as described and claimed herein has numerous advantages over the fuse combinations previously known. In order to predict the amount of current the fuse will tolerate, it is necessary that the cross-sections of the fusible portions of the fuse elements can be carefully controlled. According to the present invention, this is accomplished by providing the metal plate with thick regions (which ultimately form the contacts) and a thin region (which ultimately form the fusible portions).
Daher kann durch Ausstanzen oder Auspressen der Schmelzsicherungselemente aus solch einer Platte die Dicke der schmelzbaren Abschnitte - und daher der maximal erlaubte Strom - einfach gesteuert werden. Der Herstellungsprozeß ist recht einfach und es kann eine große Zahl von Schmelzsicherungselementen gleichzeitig hergestellt werden. Der dünne Abschnitt der Metallplatte kann ohne weiteres und genau durch Walzen oder anders gebildet werden, wodurch eine genaue Steuerung der schmelzbaren Abschnitte und des durch sie fließenden Stromes zur Verfügung gestellt wird. Die Erfindung ist insbesondere von Wert, wo niedrige Strombelastbarkeiten benötigt werden.Therefore, by punching or pressing the fuse elements out of such a plate, the thickness of the fusible sections - and hence the maximum allowable current - can be easily controlled. The manufacturing process is quite simple and a large number of fuse elements can be manufactured simultaneously. The thin section of metal plate can be easily and accurately formed by rolling or otherwise, thus providing precise control of the fusible sections and the current flowing through them. The invention is of particular value where low current carrying capacities are required.
An den Enden der Schmelzsicherungselemente sind Bänder vorgesehen. Diese werden zur gleichen Zeit - und im gleichen Arbeitsschritt - wie die Schmelzsicherungselemente selbst gebildet. Sie dienen dazu, die Elemente in ihrer Position relativ zueinander zu halten, so daß die gesamte Anzahl gleichzeitig gehandhabt werden kann. Sobald sie auf dem Träger plaziert sind, kann letzterer in seine U-Form gebogen werden, wodurch alle Schmelzsicherungen in einem Arbeitsschritt gebildet werden. Das Gruppieren der Schmelzsicherungen auf diese Weise spart Platz und ermöglicht es, die Schmelzsicherungen an eingeengten Stellen zu verwenden. Außerdem ermöglicht die Struktur der erfindungsgemäßen Schmelzsicherungskombination das vertikale Einsetzen in die aufnehmenden Sockel. Dies minimiert den zum Einsetzen und Entfernen benötigten Raum.Bands are provided at the ends of the fuse elements. These are formed at the same time - and in the same operation - as the fuse elements themselves. They serve to hold the elements in position relative to each other so that the entire number can be handled simultaneously. Once placed on the carrier, the latter can be bent into its U-shape, thereby forming all the fuses in one operation. Grouping the fuses in this way saves space and allows the fuses to be used in confined spaces. In addition, the structure of the fuse combination according to the invention allows vertical insertion into the receiving sockets. This minimizes the space required for insertion and removal.
Durch das Vorsehen von Öffnungen durch den Träger hindurch sind die schmelzbaren Abschnitte außer Kontakt mit diesem. Daher wird kein Rauch erzeugt, wenn ein schmelzbarer Abschnitt schmilzt, noch wird ein Schaden am Träger angerichtet. Darüberhinaus erlauben diese Öffnungen die Dissipation der Wärme, so daß das Substrat das Schmelzen der Schmelzsicherung nicht beeinflußt. Dies liefert eine verbesserte Genauigkeit.By providing openings through the substrate, the fusible sections are out of contact with it. Therefore, no smoke is generated when a fusible section melts, nor is any damage done to the substrate. In addition, these openings allow heat to dissipate so that the substrate does not affect the melting of the fuse. This provides improved accuracy.
Das Vorsehen von Blockiervorsprüngen auf dem Träger und korrespondierender Kerben oder Löcher in den Kontakten ermöglicht einfaches und narrensicheres Anbringen der Schmelzsicherungselemente. Die Vorsprünge positionieren die Schmelzsicherungselemente und halten sie in dieser Position. Da die Höhe der Vorsprünge größer ist als die der Kontakte, ist es möglich - wie etwa durch die Anwendung von Wärme und/oder Druck - die Enden der Vorsprünge so zu deformieren, daß sie die Kanten oder Abschnitte der Kontakte überlappen. Alternativ ermöglichen, wenn Löcher verwendet werden, vergrößerte Enden der Vorsprünge den Schmelzsicherungselementen in die Position "einzuschnappen" und dort gehalten zu werden.The provision of locking tabs on the carrier and corresponding notches or holes in the contacts allows for easy and foolproof mounting of the fuse elements. The tabs position the fuse elements and hold them in that position. Since the height of the tabs is greater than that of the contacts, it is possible - such as by the application of heat and/or pressure - to deform the ends of the tabs so that they overlap the edges or sections of the contacts. Alternatively, if holes are used, enlarged ends of the tabs allow the fuse elements to "snap" into position and be held there.
Da die Unterseiten der Anschlüsse sicher am Träger befestigt sind, neigt dies dazu, Variationen im erlaubten Stromfluß aufgrund von Temperaturerhöhungen zu minimieren. Das Vorsehen einer transparenten Abdeckung schützt nicht nur die schmelzbaren Abschnitte, sondern ermöglicht es auch, mittels visueller Beobachtung festzustellen, ob eine Schmelzsicherung geschmolzen ist.Since the bottoms of the terminals are securely attached to the carrier, this tends to minimize variations in the allowable current flow due to temperature increases. The provision of a transparent cover not only protects the fusible sections, but also allows one to determine by visual observation whether a fuse has melted.
Obwohl nur eine beschränkte Anzahl von spezifischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausdrücklich offenbart worden ist, können solche Änderungen, wie sie dem Durchschnittsfachmann gegenwärtig wären, gemacht werden, ohne von deren Umfang oder Geist abzuweichen. Zum Beispiel können die Bänder 13 entfernt und die Schmelzsicherungselemente einzeln auf dem Träger plaziert werden. Der Träger kann zuerst gebogen und die Schmelzsicherungselemente danach befestigt werden.Although only a limited number of specific embodiments of the present invention have been expressly disclosed, such changes as would be apparent to one of ordinary skill in the art may be made without departing from the scope or spirit thereof. For example, the bands 13 may be removed and the fuse elements placed individually on the carrier. The carrier may be bent first and the fuse elements attached thereafter.
Falls erwünscht, kann der isolierende Träger auch mit zwei Sätzen von Vorsprüngen versehen sein, einem zum Positionieren der Schmelzsicherungselemente und dem anderen, um sie zu blockieren. Anstatt der Verwendung von Blockiervorsprün gen können die Schmelzsicherungselemente direkt an den Träger gelötet werden. Außerdem ist es nicht essentiell, daß die schmelzbaren Abschnitte mit Abstand vom isolierenden Träger gehalten werden. Sie können flach darauf liegen und immer noch ihre Funktion erfüllen.If desired, the insulating support can also be provided with two sets of projections, one for positioning the fuse elements and the other for blocking them. Instead of using blocking projections The fuse elements can be soldered directly to the carrier. Furthermore, it is not essential that the fusible sections are kept at a distance from the insulating carrier. They can lie flat on it and still perform their function.
Wie in den Fig. 9 und 10 gezeigt ist, können Verzweigungsschaltkreise gebildet werden, deren Schmelzsicherungen alle an einen einzelnen Kontakt angeschlossen sind und, falls gewünscht, kann jede Anzahl von schmelzbaren Abschnitten abhängig von individuellen Anforderungen vorgesehen sein.As shown in Figures 9 and 10, branching circuits can be formed with all of the fuses connected to a single contact and, if desired, any number of fusible sections can be provided depending on individual requirements.
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