EP0321771A2 - Miniature fuse - Google Patents

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EP0321771A2
EP0321771A2 EP88120289A EP88120289A EP0321771A2 EP 0321771 A2 EP0321771 A2 EP 0321771A2 EP 88120289 A EP88120289 A EP 88120289A EP 88120289 A EP88120289 A EP 88120289A EP 0321771 A2 EP0321771 A2 EP 0321771A2
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EP
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metal surface
fuse
miniature
cap
metal
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EP88120289A
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French (fr)
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EP0321771A3 (en
EP0321771B1 (en
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Norbert Dipl.-Ing. Asdollahi
Karl Dr.-Ing. Poerschke
Klaus Dipl.-Ing. Stärk
Claus Dipl.-Ing. Friedrich
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Wickmann Werke GmbH
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Wickmann Werke GmbH
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Priority claimed from DE8812144U external-priority patent/DE8812144U1/en
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Publication of EP0321771A2 publication Critical patent/EP0321771A2/en
Publication of EP0321771A3 publication Critical patent/EP0321771A3/en
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    • H01H85/02—Details
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    • H01H85/041—Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges characterised by the type
    • H01H85/0411—Miniature fuses
    • H01H85/0415—Miniature fuses cartridge type
    • H01H85/0417—Miniature fuses cartridge type with parallel side contacts
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H85/38—Means for extinguishing or suppressing arc
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    • H01H85/0021—Means for preventing damage, e.g. by ambient influences to the fuse water or dustproof devices
    • H01H2085/0034—Means for preventing damage, e.g. by ambient influences to the fuse water or dustproof devices with molded casings
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    • H01H85/0021—Means for preventing damage, e.g. by ambient influences to the fuse water or dustproof devices
    • H01H85/003—Means for preventing damage, e.g. by ambient influences to the fuse water or dustproof devices casings for the fusible element

Definitions

  • the invention relates to a miniature fuse according to the preamble of claim 1.
  • Small and micro fuses are increasingly preferred due to their small space requirements.
  • the outer diameter is only 8 mm and the height is 6 mm.
  • the switching capacity of such fuses is usually 35 A at 250 V or 100 A at 125 V depending on the standardization.
  • the direct inclusion of the metal surface in the deflection of the arc onto cold areas of high heat capacity cools the surroundings to such an extent that the arc is extinguished.
  • the metal surface serves to cool the arc in that energy is withdrawn from the arc, which in particular passes directly to the metal surface.
  • the metal of the metal surface is melted down heavily.
  • the wall thickness of the metal surface is dimensioned sufficiently so that it does not melt and holes are created through which the metal vapor and the gases that are produced are blown out of the chamber.
  • the energy consumption due to division, displacement and use of the arc to melt the metal is so effective that the pressure inside the chamber when the fuse is switched off remains surprisingly low. This is true even if the current load when the fuse is switched off is of a magnitude that can no longer be managed with the small and micro fuses previously available.
  • the invention can be implemented in all known small and micro fuses regardless of the respective housing shape. It is always important that the arc passes from the fusible conductor to the metal surface in good time and that a sufficient proportion of the energy supplied is converted into heat of fusion and stored in the material of the metal surface. In this way, the contribution to increasing the internal pressure in the chamber is made vanishingly small.
  • a timely skip means that the fuse element must be melted over a corresponding minimum length in order to achieve a safe separation before the arc leaves the fuse element. However, the skipping should not take place later than necessary, in order to bring about a direct supply and storage of the energy in the metal surface as quickly as possible.
  • the choice of the distances of the fusible conductor or of the contacts from the metal surface makes it possible to determine where the arc jumps on the metal surface after the fusible conductor has melted. In confined spaces, which usually prevail in a miniature fuse, the distances of the fusible conductor or the contacts from the metal surface are chosen so that two arcs occur, at the most widely spaced locations within the chamber.
  • a miniature fuse which consists of a cylindrical base 1 made of plastic and a cap 2 which is also made of plastic.
  • the cap 2 is pressure-tightly connected to the base 1, for example welded.
  • Two electrical contacts 3 and 4 extend through the base 1 and are circular in cross section and are anchored in the base 1 in a gas-tight manner.
  • the contacts 3 and 4 each carry end sections 5 and 6, to which a fuse element 7 is fastened in the usual way, for example with solder 13 or by welding or bonding.
  • the base 1 and the cap 2 form a pressure-tight, cylindrical chamber 9, in which the fusible conductor 7 is enveloped by a gaseous medium.
  • the dimensions of the miniature fuse shown are approx. 10 mm in diameter and approx. 8 mm in height.
  • a circular disk 8 made of metal, for. B. of iron, copper, aluminum, titanium, tin, zinc, molybdenum, tungsten, silver, nickel or tantalum or an alloy with at least one of these elements.
  • the metal disk 8 is inserted into the cap 2 before it is installed and fastened in the position shown by clamping or gluing or the like.
  • a metal surface 14 of the disk 8 faces the fusible conductor 7, which is also inserted when the fuse is triggered.
  • the fusible link 7 melts and a primary arc 10 is formed, which is indicated by a dashed arcuate line in FIG. 1. If, for example, the separation length in the fuse element 7 exceeds the distance between the end sections 5 and 6 of the contacts 3 and 4, the arc jumps onto the metal disk 8 in such a way that two partial arcs 11 and 12 result, each from one of the end sections 5 and 6 the disc 8 run and cause an electrical shunt. The primary arc 10 thereby extinguishes. For the reasons mentioned at the beginning, the secondary partial arcs 11 and 12 are also quickly extinguished, so that the internal pressure hardly increases appreciably.
  • a metal cap 22 is provided, the effect of which is explained in more detail below.
  • the metal cap 22 is provided on the outside with a firmly adhering insulating layer in the form of a plastic cap 23. This can also be an electrically insulating plastic layer, which is applied to the starting sheet before the shaping of a circular blank to form the later metal cap 22.
  • the insulating layer in the form of the plastic cap 23 only later, namely, for example, at the end of the securing production by immersing the cap area in a liquid plastic bath or by spraying a corresponding layer onto the surface of the metal cap 22.
  • a distance A 1 between the fusible link 7 or the contacts 3 and 4 and / or the solder 13 on the one hand and the adjacent metal surface 14 of the metal cap 22 on the other hand is chosen to be smaller than the distance of the aforementioned components from the others Areas of the metal surface 14 of the metal cap 22, that is, for example, opposite the bottom surface of the metal cap 22.
  • the wall thickness W of the metal cap 22 has a minimum thickness which essentially depends on the energy load when the fuse is switched off.
  • the fuse element 7 melts again, and a primary arc 10 is formed, which is shown schematically by broken lines in FIG. 2.
  • the distance A 1 of the contacts 3 and 4 or the fusible conductor 7 from the metal surface 14 is now dimensioned such that the arc 10, when the fusible conductor 7 has melted off over a sufficiently long distance, jumps from the contacts 3 and 4 to the adjacent areas 24 of the metal surface 14 and divides, i.e. forms two secondary arcs 11 and 12.
  • These secondary arcs 11 and 12 are again shown schematically in FIG. 2 by dashed lines.
  • one contact 3 is extended with its end section 5 until it comes into contact with the metal surface 14.
  • a distance A 2 between the other end section 6 of the contact 4 and the metal surface 14 of the metal cap 22 is chosen to be smaller than the lateral distance of the contact 4 and the fusible conductor 7 from the laterally extending metal surface 14 in the cylindrical region of the metal cap 22.
  • This arrangement is chosen , so that the schematically illustrated, secondary arc 12 after sufficient melting of the fusible conductor 7 when the fuse is switched off from the end section 6 of the contact 4 jumps onto the front metal surface 14 of the metal cap 22 and heats and melts a corresponding area 24 there, which in turn causes the energy of the secondary arc 12 is consumed until it goes out.
  • This exemplary embodiment is particularly well suited for controlling the secondary arc, which makes this type particularly independent of the installation position.
  • the end section 5 of the contact 3 can also be arranged at a distance A 2 from the metal surface 14 of the metal cap 22, so that two secondary arcs in turn occur when the fuse is triggered.

Landscapes

  • Fuses (AREA)

Abstract

A miniature fuse which has a fusing conductor (7), which melts in the event of an overload, in a gas-filled or evacuated chamber (9), which is sealed in a pressure-proof manner, is characterised by the arrangement of a metal surface (14) in the vicinity of the fusing conductor (7) in the chamber (9). The design of the metal surface (14) and its position with respect to the fusing conductor (7) are selected such that the arc (10) occurring on the fusing conductor when the fuse ruptures can transfer onto the metal surface (14), so that at least one secondary arc (11) is produced in parallel over the metal surface (14). As a result of the melting of the metal surface (14), so much heat is absorbed that the secondary arc (11) is extinguished. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Kleinstsicherung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a miniature fuse according to the preamble of claim 1.

Klein- und Kleinstsicherungen werden ihres geringen Platz­bedarfs wegen zunehmend bevorzugt. Bei einer handelsüb­lichen Kleinstsicherung mit zylindrischem Gehäuse beträgt der Außendurchmesser nur 8 mm und die Höhe 6 mm. Das Schaltvermögen derartiger Sicherungen beträgt üblicherweise 35 A bei 250 V oder 100 A bei 125 V je nach Normierung.Small and micro fuses are increasingly preferred due to their small space requirements. With a commercially available miniature fuse with a cylindrical housing, the outer diameter is only 8 mm and the height is 6 mm. The switching capacity of such fuses is usually 35 A at 250 V or 100 A at 125 V depending on the standardization.

Für zahlreiche Anwendungsfälle wird ein noch höheres Schaltvermögen verlangt. Hierfür ist eine möglichst frühe Löschung des Lichtbogens erforderlich, der sich mit dem Einsetzen des Abschmelzens der Schmelzleiter bildet und über den der Strom trotz der Trennung durch den Schmelz­leiter weiterhin fließt. Bei anhaltendem Lichtbogen werden durch die andauernde Energiezufuhr der Druck und die Temperatur im Inneren des Gehäuses schließlich so groß, daß der maximale Belastungsdruck überschritten wird und die Gehäusewandung zerstört wird. Die Sicherung explodiert. Zur Vermeidung einer derart starken Druck- und Temperatur- erhöhung im Sicherungsgehäuse wird die Sicherungskammer üblicherweise mit einer energieaufnehmenden Masse gefüllt, z. B. mit einer Metallfläche gemäß der DE-PS 724 865. Auch ist schon versucht worden, dem Druck innerhalb des Sicherungsgehäuses dadurch zu begegnen, daß eine Metall­kappe auf einen Keramiksockel fest aufgelötet wird. Es hat sich jedoch gezeigt, daß das Schaltvermögen dadurch nur geringfügig verbessert wird.An even higher switching capacity is required for numerous applications. For this purpose, the arc must be extinguished as early as possible, which arises when the fuse element begins to melt and via which the current continues to flow despite the separation through the fuse element. If the arc continues, the pressure and the temperature inside the housing become so high that the maximum loading pressure is exceeded and the housing wall is destroyed. The fuse explodes. To avoid such a sharp increase in pressure and temperature in the fuse housing, the fuse chamber is usually filled with an energy-absorbing mass, e.g. B. with a metal surface according to DE-PS 724 865. Attempts have also been made to counter the pressure within the fuse housing by firmly soldering a metal cap onto a ceramic base. However, it has been shown that the switching capacity is only slightly improved as a result.

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, eine Kleinstsicherung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß ein noch höheres Schaltvermögen erreicht wird, ohne die Ab­messungen und den Fertigungsaufwand besonders erhöhen zu müssen.It is therefore an object of the invention to improve a miniature fuse of the type mentioned in such a way that an even higher switching capacity is achieved without having to particularly increase the dimensions and the manufacturing outlay.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 vorgeschlagen.To solve this problem, the characterizing features of claim 1 are proposed.

Es hat sich gezeigt, daß der von der Erfindung vorge­schlagene Weg eine bedeutende Anhebung des Schaltver­mögens von Kleinstsicherungen ohne Änderung der Abmessun­gen ermöglicht. Abweichend von den bisher vorgeschlagenen Lösungen wird beim Abschmelzen des Schmelzleiters die in der Kammer der Sicherung freiwerdende Energie aus dem von der Kammer umschlossenen Raum gebunden, ohne das den Schmelzleiter umhüllende gasförmige Medium als Energie­transportmittel zu benutzen. Gerade die Heranziehung des den Schmelzleiter umhüllenden Mediums zur Übertragung der Wärme auf die Metallteile hat sich bei den bekannten Sicherungen als zu langsam erwiesen, so daß bisher die Berstgefahr nicht gebannt war bei hohen Schaltvermögen.It has been shown that the way proposed by the invention enables a significant increase in the switching capacity of miniature fuses without changing the dimensions. In a departure from the previously proposed solutions, when the fuse element melts, the energy released in the fuse chamber is bound from the space enclosed by the chamber without using the gaseous medium enveloping the fuse element as an energy transport medium. The use of the medium enveloping the fusible conductor for transferring the heat to the metal parts has proven to be too slow in the known fuses, so that the risk of bursting has not yet been eliminated with high switching capacity.

Erfindungsgemäß wird stattdessen durch die unmittelbare Einbeziehung der Metallfläche in das Ablenken des Licht­bogens auf kalte Bereiche hoher Wärmekapazität die Um­gebung soweit abgekühlt, daß der Lichtbogen erlischt.Instead, according to the invention, the direct inclusion of the metal surface in the deflection of the arc onto cold areas of high heat capacity cools the surroundings to such an extent that the arc is extinguished.

Ein beträchtlicher Teil der zugeführten Energie, die sonst das Aufheizen der Gasfüllung in der Kammer und dadurch das unerwünschte Anwachsen des Innendrucks bewirkt, wird damit als Schmelzwärme verbraucht, so daß der maxi­male Belastungsdruck des Sicherungsgehäuses nicht über­schritten wird. Anders ausgedrückt, dient die Metallfläche in entsprechender Auswahl der Abkühlung des Lichtbogens dadurch, daß dem Lichtbogen Energie entzogen wird, die vor allem direkt auf die Metallfläche übergeht.A considerable part of the energy supplied, which otherwise causes the gas filling in the chamber to heat up and thereby the undesirable increase in internal pressure, is thus consumed as heat of fusion, so that the maximum loading pressure of the fuse housing is not exceeded. In other words, the metal surface, in a corresponding selection, serves to cool the arc in that energy is withdrawn from the arc, which in particular passes directly to the metal surface.

Bei der Zündung und Aufrechterhaltung der Lichtbögen, die auf die im Nebenschluß liegende Metallfläche über­gehen, wird also das Metall der Metallfläche stark angeschmolzen. Hierfür ist es außerordentlich wichtig, daß die Wandstärke der Metallfläche ausreichend bemessen ist, damit sie nicht durchschmilzt und Löcher entstehen, durch die der entstandene Metalldampf und die Gase aus der Kammer ausgeblasen werden.When the arcs are ignited and maintained, which pass over to the metal surface lying in the shunt, the metal of the metal surface is melted down heavily. For this it is extremely important that the wall thickness of the metal surface is dimensioned sufficiently so that it does not melt and holes are created through which the metal vapor and the gases that are produced are blown out of the chamber.

Der Energieverzehr durch Teilung, Verlagerung und Be­nutzung des Lichtbogens zum Metallschmelzen ist so effektiv, daß der beim Abschalten der Sicherung im Innern der Kammer entstehende Druck überraschend niedrig bleibt. Das trifft selbst dann noch zu, wenn die Strom­belastung beim Abschalten der Sicherung in einer Größen­ordnung liegt, die mit den bisher verfügbaren Klein- und Kleinstsicherungen nicht mehr beherrschbar ist.The energy consumption due to division, displacement and use of the arc to melt the metal is so effective that the pressure inside the chamber when the fuse is switched off remains surprisingly low. This is true even if the current load when the fuse is switched off is of a magnitude that can no longer be managed with the small and micro fuses previously available.

Die Erfindung läßt sich bei allen bekannten Klein- und Kleinstsicherungen unabhängig von der jeweiligen Gehäuse­form verwirklichen. Wesentlich ist stets, daß der Licht­bogen rechtzeitig von dem Schmelzleiter auf die Metall­fläche übergeht und ein ausreichender Anteil der zugeführ­ten Energie in Schmelzwärme umgesetzt und im Material der Metallfläche gespeichert wird.Auf diese Weise ist der Beitrag zur Erhöhung des Innendrucks in der Kammer verschwindend gering. Ein rechtzeitiges Überspringen heißt, daß der Schmelzleiter zur Herbeiführung einer sicheren Trennung über eine entsprechende Mindestlänge geschmolzen sein muß, ehe der Lichtbogen den Schmelzlei­ter verläßt. Allerdings soll das Überspringen auch nicht später als notwendig erfolgen, um möglichst rasch eine direkte Zufuhr und Speicherung der Energie in der Metallffläche zu bewirken.The invention can be implemented in all known small and micro fuses regardless of the respective housing shape. It is always important that the arc passes from the fusible conductor to the metal surface in good time and that a sufficient proportion of the energy supplied is converted into heat of fusion and stored in the material of the metal surface. In this way, the contribution to increasing the internal pressure in the chamber is made vanishingly small. A timely skip means that the fuse element must be melted over a corresponding minimum length in order to achieve a safe separation before the arc leaves the fuse element. However, the skipping should not take place later than necessary, in order to bring about a direct supply and storage of the energy in the metal surface as quickly as possible.

Mit den bisher bereits bekannten Metallkappen an Siche­rungen ist die erfindungsgemäße Aufgabe nicht lösbar. Die bekannten Metallkappen sind nämlich immer so ver­wandt worden, daß der sich bildende Lichtbogen beim Abschalten der Sicherung gerade nicht auf die Innenwan­dung des Gehäuses überspringen konnte. Metallkappen sind also in erster Linie wegen ihrer Lötbarkeit und wegen ihrer Festigkeit eingesetzt worden, nicht jedoch um ihre Schmelzwärme und Wärmekapazität zum Löschen des Licht­bogens einzusetzen.With the previously known metal caps on fuses, the object of the invention cannot be achieved. The known metal caps have always been used in such a way that the arc formed when the fuse was switched off could not jump over onto the inner wall of the housing. Metal caps have been used primarily because of their solderability and strength, but not to use their heat of fusion and heat capacity to extinguish the arc.

Durch die Wahl der Abstände des Schmelzleiters bzw. der Kontakte von der Metallfläche läßt sich festlegen, wohin der Lichtbogen nach dem Durchschmelzen des Schmelzleiters auf der Metallfläche überspringt. Bei beengten Raumver­hältnissen, die regelmäßig in einer Kleinstsicherung vor­herrschen, werden die Abstände des Schmelzleiters bzw. der Kontakte von der Metallfläche so gewählt, daß zwei Lichtbögen entstehen, und zwar an den weitest aus­einander liegenden Stellen innerhalb der Kammer.The choice of the distances of the fusible conductor or of the contacts from the metal surface makes it possible to determine where the arc jumps on the metal surface after the fusible conductor has melted. In confined spaces, which usually prevail in a miniature fuse, the distances of the fusible conductor or the contacts from the metal surface are chosen so that two arcs occur, at the most widely spaced locations within the chamber.

Es kann zweckmäßig sein, von vornherein einen der Kontakte mit der Metallfläche berühren zu lassen, so daß ein Stromfluß nicht erst durch Überspringen eines Licht­bogens entsteht, sondern von Hause aus an dieser Stelle vorhanden ist. Der andere Kontakt wird dann so gelegt, daß sein Abstand zu der Metallfläche kleiner ist als die kürzeste Entfernung zwischen dem Schmelzleiter und der Metallfläche an irgendeiner Stelle . Dadurch wird die Steuerung des Lichtbogens besonders sicher unabhängig von der Einbaulage der Sicherung erreicht.It may be advisable to let one of the contacts touch the metal surface from the outset, so that a current flow does not arise only by jumping over an arc, but is present at this point from the start. The other contact is then placed so that its distance from the metal surface is less than that shortest distance between the fuse element and the metal surface at any point. As a result, the control of the arc is achieved particularly safely regardless of the installation position of the fuse.

Weitere Ausbildungen und vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further designs and advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert; in der Zeichnung zeigen:

  • Fig. 1 eine Querschnittsansicht durch eine Kleinstsiche­rung gemäß der Erfindung, bei der die Metallfläche als Scheibe ausgebildet ist,
  • Fig. 2 eine Querschnittsansicht durch eine Kleinstsiche­rung gemäß der Erfindung, bei der die Metallfläche als Metallkappe ausgebildet ist und
  • Fig. 3 eine Querschnittsansicht gemäß der Fig. 2 eines ähnlichen Ausführungsbeispiels, bei dem einer der Kontakte Berührung mit der Metallkappe hat.
Exemplary embodiments of the invention which are illustrated in the drawing are explained in more detail below; show in the drawing:
  • 1 is a cross-sectional view through a miniature fuse according to the invention, in which the metal surface is designed as a disk,
  • Fig. 2 is a cross-sectional view through a miniature fuse according to the invention, in which the metal surface is designed as a metal cap and
  • Fig. 3 is a cross-sectional view of FIG. 2 of a similar embodiment, in which one of the contacts is in contact with the metal cap.

In der Figur 1 ist eine Kleinstsicherung gemäß der Erfin­dung wiedergegeben, die aus einem zylindrischen Sockel 1 aus Kunststoff und aus einer ebenfalls aus Kunststoff bestehenden Kappe 2 besteht. Die Kappe 2 ist druckdicht mit dem Sockel 1 verbunden, beispielsweise verschweißt. Durch den Sockel 1 hindurch erstrecken sich zwei elektri­sche Kontakte 3 und 4, die im Querschnitt kreisförmig ausgebildet sind und im Sockel 1 gasdicht verankert sind. Die Kontakte 3 und 4 tragen jeweils Endabschnitte 5 und 6, an denen ein Schmelzleiter 7 in üblicher Weise befestigt ist, beispielsweise mit Lot 13 oder durch Schweißen oder Bonden.1 shows a miniature fuse according to the invention, which consists of a cylindrical base 1 made of plastic and a cap 2 which is also made of plastic. The cap 2 is pressure-tightly connected to the base 1, for example welded. Two electrical contacts 3 and 4 extend through the base 1 and are circular in cross section and are anchored in the base 1 in a gas-tight manner. The contacts 3 and 4 each carry end sections 5 and 6, to which a fuse element 7 is fastened in the usual way, for example with solder 13 or by welding or bonding.

Der Sockel 1 und die Kappe 2 bilden eine druckdichte, zylindrische Kammer 9, in der der Schmelzleiter 7 von einem gasförmigen Medium umhüllt wird. Die Abmessungen der dargestellten Kleinstsicherung betragen im Durchmesser ca. 10 mm und in der Höhe ca. 8 mm.The base 1 and the cap 2 form a pressure-tight, cylindrical chamber 9, in which the fusible conductor 7 is enveloped by a gaseous medium. The dimensions of the miniature fuse shown are approx. 10 mm in diameter and approx. 8 mm in height.

Oberhalb des Schmelzleiters 7 und der Endabschnitte 5 und 6 an den Kontakten 3 und 4 befindet sich eine kreis­runde Scheibe 8 aus Metall, z. B. aus Eisen, Kupfer, Aluminium, Titan, Zinn, Zink, Molybdän, Wolfram, Silber, Nickel oder Tantal oder einer Legierung mit mindestens einem dieser Elemente. Die Metallscheibe 8 ist vor der Montage der Kappe 2 in diese eingesetzt und durch Klem­men oder Verkleben oder dgl. in der dargestellten Lage befestigt. Dem Schmelzleiter 7 ist eine Metallfläche 14 der Scheibe 8 zugewandt, die beim Ansprechen der Siche­rung mit eingestzt wird.Above the fuse element 7 and the end sections 5 and 6 on the contacts 3 and 4 there is a circular disk 8 made of metal, for. B. of iron, copper, aluminum, titanium, tin, zinc, molybdenum, tungsten, silver, nickel or tantalum or an alloy with at least one of these elements. The metal disk 8 is inserted into the cap 2 before it is installed and fastened in the position shown by clamping or gluing or the like. A metal surface 14 of the disk 8 faces the fusible conductor 7, which is also inserted when the fuse is triggered.

Bei einer Überlastung der Sicherung schmilzt der Schmelz­leiter 7, und es entsteht ein primärer Lichtbogen 10, der durch eine gestrichelte bogenförmige Linie in der Figur 1 angedeutet ist. Wenn etwa die Trennlänge im Schmelzleiter 7 den Abstand der Endabschnitte 5 und 6 der Kontakte 3 und 4 übersteigt, springt der Lichtbogen so auf die Metallscheibe 8 über, daß sich zwei Teillichtbögen 11 und 12 ergeben, die jeweils von einem der Endabschnitte 5 und 6 zu der Scheibe 8 verlaufen und einen elektrischen Nebenschluß herbeiführen. Der primäre Lichtbogen 10 erlischt dadurch.Aus den eingangs erwähnten Gründen wer­den auch die sekundären Teillichtbögen 11 und 12 rasch gelöscht, so daß der Innendruck kaum nennenswert ansteigt.If the fuse is overloaded, the fusible link 7 melts and a primary arc 10 is formed, which is indicated by a dashed arcuate line in FIG. 1. If, for example, the separation length in the fuse element 7 exceeds the distance between the end sections 5 and 6 of the contacts 3 and 4, the arc jumps onto the metal disk 8 in such a way that two partial arcs 11 and 12 result, each from one of the end sections 5 and 6 the disc 8 run and cause an electrical shunt. The primary arc 10 thereby extinguishes. For the reasons mentioned at the beginning, the secondary partial arcs 11 and 12 are also quickly extinguished, so that the internal pressure hardly increases appreciably.

Praktische Versuche mit einer Scheibe aus Eisen mit einer Dicke von 1 mm haben bei der Verwendung eines Schmelzlei­ters 7 mit träger Charakteristik ein Schaltvermögen von 100 A bei 250 V ergeben.Practical tests with a disk made of iron with a thickness of 1 mm have shown a switching capacity of 100 A at 250 V when using a fusible conductor 7 with inert characteristics.

In den Figuren 2 und 3 sind für identische Teile die­selben Bezugszeichen verwandt worden. Der hauptsächliche Unterschied besteht jedoch darin, daß statt einer Scheibe wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1 eine Metallkappe 22 vorgesehen ist, deren Wirkung nachfolgend genauer erläutert wird. Die Metallkappe 22 ist außen mit einer fest anhaftenden Isolierschicht in Form einer Kunst­stoffkappe 23 versehen. Hierbei kann es sich ebenfalls um eine elektrisch isolierende Kunststoffschicht handeln, die noch vor der Formgebung einer Ronde zu der späteren Metallkappe 22 auf das Ausgangsblech aufgebracht ist. Es ist jedoch auch möglich, die Isolierschicht in Form der Kunststoffkappe 23 erst später aufzubringen, nämlich beispielsweise am Ende der Sicherungsfertigung durch Tauchen des Kappenbereiches in einem Flüssigkunststoffbad oder durch Aufsprühen einer entsprechenden Schicht auf die Oberfläche der Metallkappe 22 .In Figures 2 and 3, the same reference numerals have been used for identical parts. The main difference, however, is that instead of a washer, as in the exemplary embodiment according to FIG. 1, a metal cap 22 is provided, the effect of which is explained in more detail below. The metal cap 22 is provided on the outside with a firmly adhering insulating layer in the form of a plastic cap 23. This can also be an electrically insulating plastic layer, which is applied to the starting sheet before the shaping of a circular blank to form the later metal cap 22. However, it is also possible to apply the insulating layer in the form of the plastic cap 23 only later, namely, for example, at the end of the securing production by immersing the cap area in a liquid plastic bath or by spraying a corresponding layer onto the surface of the metal cap 22.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 2 ist ein Abstand A 1 zwischen dem Schmelzleiter 7 bzw. den Kontakten 3 und 4 und/oder dem Lot 13 einerseits und der benachbarten Metallfläche 14 der Metallkappe 22 andererseits kleiner gewählt als der Abstand der vorer­wähnten Bauteile gegenüber den übrigen Bereichen der Metallfläche 14 der Metallkappe 22, also beispielsweise gegenüber der Bodenfläche der Metallkappe 22. Die Wand­stärke W der Metallkappe 22 weist eine Mindestdicke auf, die sich im wesentlichen nach der Energiebelastung beim Abschalten der Sicherung richtet.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, a distance A 1 between the fusible link 7 or the contacts 3 and 4 and / or the solder 13 on the one hand and the adjacent metal surface 14 of the metal cap 22 on the other hand is chosen to be smaller than the distance of the aforementioned components from the others Areas of the metal surface 14 of the metal cap 22, that is, for example, opposite the bottom surface of the metal cap 22. The wall thickness W of the metal cap 22 has a minimum thickness which essentially depends on the energy load when the fuse is switched off.

In einem Fall der Überlastung schmilzt wiederum der Schmelzleiter 7, und es bildet sich ein primärer Lichtbogen 10 aus, der schematisch durch gestrichelte Linien in der Figur 2 dargestellt ist. Der Abstand A 1 der Kontakte 3 und 4 bzw. des Schmelzleiters 7 von der Metallfläche 14 ist nun so bemessen, daß der Lichtbogen 10, wenn der Schmelzleiter 7 über eine ausreichend lange Strecke abge­schmolzen ist, von den Kontakten 3 und 4 aus auf die benachbarten Bereiche 24 der Metallfläche 14 überspringt und sich teilt, also zwei sekundäre Lichtbögen 11 und 12 bildet. Diese sekundären Lichtbögen 11 und 12 sind in der Figur 2 wiederum schematisch durch gestrichelte Linien wiedergegeben. Die nun den einen Ausgangspunkt der Lichtbögen 11 und 12 bildenden Bereiche 24 werden aufgeschmolzen, wodurch die Lichtbogenenergie bis zum Verlöschen der sekundären Lichtbögen 11 und 12 verzehrt wird. Vor allem bei Sicherungen mit einem hohen Schalt­vermögen entstehen Lichtbögen, die relativ tiefe Mulden in die Bereiche 24 der Metallkappe 22 einbrennen, so daß eine ausreichende Bemessung der Wandstärke W in Ab­hängigkeit von der zu erwartenden Schaltbelastung un­erläßlich ist.In the event of an overload, the fuse element 7 melts again, and a primary arc 10 is formed, which is shown schematically by broken lines in FIG. 2. The distance A 1 of the contacts 3 and 4 or the fusible conductor 7 from the metal surface 14 is now dimensioned such that the arc 10, when the fusible conductor 7 has melted off over a sufficiently long distance, jumps from the contacts 3 and 4 to the adjacent areas 24 of the metal surface 14 and divides, i.e. forms two secondary arcs 11 and 12. These secondary arcs 11 and 12 are again shown schematically in FIG. 2 by dashed lines. The regions 24 now forming the starting point of the arcs 11 and 12 are melted, as a result of which the arc energy is consumed until the secondary arcs 11 and 12 are extinguished. Arcs occur in particular with fuses with a high switching capacity, which burn relatively deep troughs into the areas 24 of the metal cap 22, so that a sufficient dimensioning of the wall thickness W is indispensable depending on the switching load to be expected.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 3 ist der eine Kontakt 3 mit seinem Endabschnitt 5 bis zur Be­rührungen mit der Metallfläche 14 verlängert. Ein Ab­stand A 2 zwischen dem anderen Endabschnitt 6 des Kontak­tes 4 und der Metallfläche 14 der Metallkappe 22 ist kleiner gewählt als der seitliche Abstand des Kontaktes 4 sowie des Schmelzleiters 7 von der seitlich verlaufenden Metallfläche 14 im zylindrischen Bereich der Metallkappe 22. Diese Anordnung wird gewählt, damit der schematisch dargestellte, sekundäre Lichtbogen 12 nach ausreichendem Abbrennen des Schmelzleiters 7 beim Abschalten der Sicherung vom Endabschnitt 6 des Kontaktes 4 auf die stirnseitige Metallfläche 14 der Metallkappe 22 über­springt und dort einen entsprechenden Bereich 24 erwärmt und zum Schmelzen bringt, wodurch wiederum die Energie des sekundären Lichtbogens 12 bis zum Verlöschen verzehrt wird.In the exemplary embodiment according to FIG. 3, one contact 3 is extended with its end section 5 until it comes into contact with the metal surface 14. A distance A 2 between the other end section 6 of the contact 4 and the metal surface 14 of the metal cap 22 is chosen to be smaller than the lateral distance of the contact 4 and the fusible conductor 7 from the laterally extending metal surface 14 in the cylindrical region of the metal cap 22. This arrangement is chosen , so that the schematically illustrated, secondary arc 12 after sufficient melting of the fusible conductor 7 when the fuse is switched off from the end section 6 of the contact 4 jumps onto the front metal surface 14 of the metal cap 22 and heats and melts a corresponding area 24 there, which in turn causes the energy of the secondary arc 12 is consumed until it goes out.

Dieses Ausführungsbeispiel ist besonders gut zur Steue­rung des Sekundärlichtbogens geeignet, was diesen Typ besonders unabhängig von der Einbaulage macht. Selbst­verständlich kann auch der Endabschnitt 5 des Kontaktes 3 in einem Abstand A 2 zur Metallfläche 14 der Metallkappe 22 angeordnet werden, so daß im Auslöse­fall der Sicherung wiederum zwei sekundäre Lichtbögen entstehen.This exemplary embodiment is particularly well suited for controlling the secondary arc, which makes this type particularly independent of the installation position. Of course, the end section 5 of the contact 3 can also be arranged at a distance A 2 from the metal surface 14 of the metal cap 22, so that two secondary arcs in turn occur when the fuse is triggered.

Zur Verdeutlichung dessen, was unter einer ausreichenden Wandstärke W im Zusammenhang mit der Erfindung zu ver­stehen ist, sowie zur Veranschaulichung der übrigen Größenverhältnisse auch bezüglich des Abstandes A 1 werden nachstehend Abmessungen und Leistungsdaten eines Ausführungsbeispiels einer Kleinstsicherung gemäß der Figur 2 wiedergegeben, auf die die Erfindung jedoch keineswegsbeschränkt ist: Außendurchmesser der Metallkappe 7,8 bis 7,9 mm Wandstärke der Metallkappe 0,5 mm Durchmesser der Kontakte 3 und 4 0,6 mm Abstand der Kontakte 3 und 4 5,0 mm Innenhöhe der Sicherungskammer 9 3,2 mm seitlicher Abstand A 1 der Kontakte 3 und 4 0,5 mm max. Schaltvermögen 200 A Charakteristik der Sicherung FF, F, M, T To clarify what is to be understood by a sufficient wall thickness W in connection with the invention, and to illustrate the other size relationships, also with respect to the distance A 1, the dimensions and performance data of an exemplary embodiment of a miniature fuse according to FIG. 2 are shown below, to which the invention relates is by no means restricted: Outside diameter of the metal cap 7.8 to 7.9 mm Wall thickness of the metal cap 0.5 mm Diameter of contacts 3 and 4 0.6 mm Distance between contacts 3 and 4 5.0 mm Internal height of the fuse chamber 9 3.2 mm lateral distance A 1 of contacts 3 and 4 0.5 mm Max. Switching capacity 200 A. Fuse characteristics FF, F, M, T

Claims (11)

1. Kleinstsicherung mit einer druckdichten, abgeschlossenen, gasgefüllten oder evakuierten Kammer (9), die aus einem aus Isolierstoff bestehenden Sockel (1) und aus einer Kappe (2,22) besteht, mit zwei Kontakten (3,4), die gasdicht durch den Sockel (1) hindurchgeführt sind, mit einem bei Überlast schmelzenden Schmelzleiter (7) und mit einer Metallfläche (14) innerhalb der Kammer (9), die zur Aufnahme von Wärme bei der Löschung eines Licht­bogens (10)nach dem Schmelzen des Schmelzleiters (7) dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbildung der Metallfläche (14) und ihre Lage zum Schmelzleiter (7) bzw. zu den Kontakten (3,4) so gewählt sind, daß ein beim Schmelzen des Schmelzleiters (7) an diesem entstehender Lichtbogen (10) auf die Metallfläche (14) übergeht und verlöscht.1. Miniature fuse with a pressure-tight, closed, gas-filled or evacuated chamber (9), which consists of a base made of insulating material (1) and a cap (2,22), with two contacts (3,4) that are gas-tight the base (1) is guided through, with a fuse element (7) melting in the event of an overload and with a metal surface (14) inside the chamber (9) which is used to absorb heat when an arc (10) is extinguished after the fuse element () has melted ( 7), characterized in that the design of the metal surface (14) and its position relative to the fuse element (7) or to the contacts (3, 4) are selected such that an arc which arises when the fuse element (7) melts (10) passes to the metal surface (14) and extinguishes. 2. Kleinstsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Metallfläche (14) im wesentlichen durch eine Scheibe (8) gebildet ist.2. Miniature fuse according to claim 1, characterized in that the metal surface (14) is essentially formed by a disc (8). 3. Kleinstsicherung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Scheibe (8) oberhalb des Schmelz­leiters (7) angeordnet ist.3. Miniature fuse according to claim 2, characterized in that the disc (8) is arranged above the fuse element (7). 4. Kleinstsicherung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Scheibe (8) in einer Ebene angeordnet ist, die parallel zu einer Ebene verläuft, die durch Schmelzleiter (7) definiert ist.4. Miniature fuse according to claim 3, characterized in that the disc (8) is arranged in a plane which runs parallel to a plane which is defined by fuse element (7). 5. Kleinstsicherung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­zeicnet, daß die Scheibe (8) die Form der Querschnittsform der Kappe (2) aufweist.5. Miniature fuse according to claim 3, characterized in that the disk (8) has the shape of the cross-sectional shape of the cap (2). 6. Kleinstsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Metallfläche (14) die gesamte Innenseite der Kappe (22) bedeckt.6. Miniature fuse according to claim 1, characterized in that the metal surface (14) covers the entire inside of the cap (22). 7. Kleinstsicherung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Metallfläche (14) die Auskleidung einer Kunststoffkappe (23) bildet.7. Miniature fuse according to claim 6, characterized in that the metal surface (14) forms the lining of a plastic cap (23). 8. Kleinstsicherung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Metallfläche Bestandteil einer Metallkappe (22) ist.8. Miniature fuse according to claim 6, characterized in that the metal surface is part of a metal cap (22). 9. Kleinstsicherung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Metallkappe (22) eine äußere Isolierschicht trägt.9. Miniature fuse according to claim 8, characterized in that the metal cap (22) carries an outer insulating layer. 10. Kleinstsicherung nach Anspruch 2 oder 6, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Metallfläche (14) aus dem Metall einer Gruppe besteht, die die Elemente Eisen, Kupfer, Aluminium, Titan, Zinn, Zink, Molybdän, Wolfram, Silber, Nickel oder Tantal oder eine Legie­rung mit mindestens einem dieser Elemente umfaßt.10. Miniature fuse according to claim 2 or 6, characterized in that the metal surface (14) consists of the metal of a group comprising the elements iron, copper, aluminum, titanium, tin, zinc, molybdenum, tungsten, silver, nickel or tantalum or comprises an alloy with at least one of these elements. 11. Kleinstsicherung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß einer der Kontakte (3) die Metall­fläche (14) berührt und daß der andere Kontakt (4) in einem Abstand von der Metallfläche (14) angeordnet ist, der kleiner ist als die kürzeste Entfernung des Schmelz­leiters (7) von der Metallfläche (14) an irgendeiner Stelle.11. Miniature fuse according to claim 6, characterized in that one of the contacts (3) touches the metal surface (14) and that the other contact (4) is arranged at a distance from the metal surface (14) which is smaller than the shortest distance of the fuse element (7) from the metal surface (14) at any point.
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