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Titel: "Glasschmelzsicherungen sowie Verfahren zu ihrer
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Herstellung"
Glasschmelzsicherunqen sowie Verfahren
zu ihrer Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf Glasschmelzsicherungen, Glasschmelzeinsätze
für derartige Sicherungen sowie auf Verfahren zu deren Herstellung.
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Glasschmelzsicherungen bekannter Art werden in der Regel nach der
Innenlötmethode oder nach der Außenlötmethode hergestellt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Gemäß der Erfindung wird dies mit den Merkmalen des Kennzeichens der
Ansprüche 1, 3 und 7 erreicht.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Bei der Darstellung nach Fig. 10 ist ein Schmelzeinsatz nach Fig.
7 verwendet, die Verlötung erfolgt ähnlich wie nach Fig.
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