[0001] Die Erfindung betrifft eine elektrische

Schmelzsicherung und ein Herstellungsverfahren hierfür.

[0002] Bei einer elektrischen Schmelzsicherung handelt es sich um eine Überstromschutzeinrichtung, die einen Stromkreis bei zu hoher Stromstärke aufgrund thermischer Wirkung des Stroms unterbricht. Sie umfasst in der Regel einen

Schmelzleiter, welcher bei Normalbetrieb den elektrischen Strom durch die Schmelzsicherung leitet. Wenn der Stromwert eine bestimmte Schwelle überschreitet, wird aufgrund der thermischen Wirkung des Stroms der Schmelzleiter durchtrennt. Hierbei kann der Schmelzleiter schmelzen. Alternativ kann das Material des Schmelzleiters mit dem Umgebungsmaterial derart reagieren, dass ein elektrisch nicht leitender Stoff

entsteht.

[0003] Der Schmelzleiter ist üblicherweise in einem Gehäuse der Schmelzsicherung angeordnet und so von äußeren Einflüssen geschützt. Eine derartige Schmelzsicherung wird

beispielsweise in DE 02121303 AI offenbart. Diese weist einen Schmelzleiter auf, welcher aus Aluminium gebildet und in Quarzsand eingebettet in einem Gehäuse angeordnet ist.

[0004] Herkömmlicherweise weisen Schmelzsicherungen Gehäuse aus Keramik oder Glas auf. Keramik und Glas sind jedoch schwer, teuer in der Herstellung und nachträglich mechanisch nur äußerst schwer zu bearbeiten. Es gibt Versuche, Schmelzsicherungen mit Gehäusen aus Kunststoff herzustellen. Dabei werden jedoch hohe Materialdicken benötigt, um dem hohen Druck beim Auslösen der Schmelzsicherung standzuhalten, was zu vergleichsweise großen Schmelzsicherungen führt. Ein weiterer wesentlicher Nachteil von Kunststoffgehäusen besteht darin, dass Kunststoff bei hohen Temperaturen, wie sie bei einem gegebenenfalls entstehenden Lichtbogen auftreten,

Kohlenstoffbrücken ausbilden kann, die den Strom leiten. Eine vollständige galvanische Trennung wird hierdurch gefährdet und es besteht Brandgefahr.

[0005] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine

Schmelzsicherung und ein Herstellungsverfahren für eine

Schmelzsicherung bereitzustellen, welche kostengünstig in der Herstellung und zuverlässig im Betrieb ist.

[0006] Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine

Schmelzsicherung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des

Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der

Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

[0007] Erfindungsgemäß ist das Gehäuse der Schmelzsicherung aus eloxiertem Aluminium gebildet. Aluminium weist eine geringe Dichte, eine hohe Stabilität und mechanisch gute

Verarbeitbarkeit auf. Zudem weist das gebildete Eloxal eine elektrisch isolierende Wirkung auf, welche mit der von

Keramik vergleichbar ist. [0008] Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Gehäuse um den Schmelzleiter herum mit einem

körnigen Füllstoff gefüllt ist. Hierbei kann es sich insbesondere um Quarzsand handeln.

[0009] In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Gehäuse zylindrisch ist. Es weist somit zwei

gegenüberliegende Stirnseiten auf. Das Gehäuse kann hierbei einen kreisförmigen, ovalen, rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen. Der Schmelzleiter kann sich

vollständig zwischen den Stirnseiten erstrecken und

gegebenenfalls über diese hinausragen, so dass sich außerhalb des Gehäuses befindende Schmelzleiterabschnitte für eine

Verschaltung der Schmelzsicherung dienen können. Alternativ kann der Schmelzleiter jedoch ausschließlich in dem Gehäuse angeordnet und mittels weiterer Leitungen nach Außen geführt sein .

[0010] Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein Gehäuseinnenraum des Gehäuses an den Stirnseiten jeweils mit einem einteiligen oder zweiteiligen

Abschlusselement verschlossen ist. Das Abschlusselement ist vorzugsweise aus Kunststoff gebildet. Bei der Herstellung der Schmelzsicherung wird vorzugsweise zunächst eines der

Abschlusselemente einteilig geformt und am Schmelzleiter befestigt. Anschließend wird der Schmelzleiter im Gehäuse angeordnet, wobei das hieran befestigte Abschlusselement an einem der Stirnseiten positioniert wird. Gegebenenfalls nach einem Befüllen des Gehäuses mittels Füllstoff, wird

anschließend ein zweites Abschlusselement an der anderen Stirnseite des Gehäuses in zwei Arbeitsgängen angeordnet und verrastet .

[0011] Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass zumindest eines der Abschlusselemente mittels einer in den Schmelzleiter eingreifenden Noppe eine Zugentlastung für den Schmelzleiter bildet. Bevorzugt handelt es sich hierbei um das zweiteilig gebildete Abschlusselement. Die Noppe des Abschlusselementes greift in den Schmelzleiter ein und fixiert seine Position relativ zum Gehäuse. Dadurch wird eine außerhalb des Gehäuses am Schmelzleiter angreifende Kraft auf das Gehäuse geleitet und ein sich in dem Gehäuse befindender Abschnitt des

Schmelzleiters geschont. [0012] Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist vorgesehen, dass eines der oder beide Abschlusselemente jeweils auf einem in den Gehäuseinnenraum des Gehäuses ragenden Vorsprung aufliegen. Der Vorsprung im Gehäuseinneren kann dadurch erzeugt werden, dass die Außenwand des Gehäuses entsprechend eingedrückt wird. Um eine gleichförmige Kraftverteilung zu erzielen, kann der Vorsprung entlang des Gehäusequerschnitts umlaufend gebildet sein, beispielsweise eine Ringform

aufweisen. Wenn in diesem Fall der Vorsprung mittels

Eindrücken von Außen auf das Gehäuse erzeugt werden soll, so kann dies mittels Eindrücken einer äußeren umlaufenden Nut geschehen .

[0013] Vorzugsweise ist eine der Stirnseiten oder sind beide Stirnseiten entlang einer Aussenkante gebördelt. Vorzugsweise ist die Aussenkante umlaufend gebördelt. Die Bördelung ist vorzugsweise derart ausgeprägt, dass sie gegen

Abschlusselemente drückt, welche einen Gehäuseinnenraum verschließen, und diese an ihren Positionen sichert. [0014] Bei einer besonderen Ausführungsform des

Herstellungsverfahrens wird das Gehäuse mittels eines

Strangpressverfahrens hergestellt, ehe mit ihm die Schmelzsicherung gefertigt wird.

[0015] Die Erfindung wird im Folgenden anhand von

Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Dabei zeigen:

[0016] Fig. 1 eine Schmelzsicherung gemäß einer

Ausführungsform; [0017] Fig. 2 eine Schmelzsicherung gemäß einer weiteren Ausführungsform; und

[0018] Fig. 3 Zwischenstadien bei der Herstellung einer

Schmelzsicherung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.

[0019] Die Fig. 1 zeigt eine Schmelzsicherung 1 mit einem Gehäuse 2 und einem in dem Gehäuse 2 angeordneten

Schmelzleiter 3, welcher beidseitig aus dem Gehäuse 2

hinausragt, um eine Verschaltung der Schmelzsicherung 1 zu ermöglichen, beispielsweise mittels Verschrauben oder

Stecken. Das Gehäuse 2 ist zylindrisch geformt und weist zwei einander gegenüber liegende Stirnseiten 21, 22 auf. Das

Gehäuse 2 ist ferner an den Stirnseiten 21, 22 mittels zugehörigen Abschlusselementen 51, 52 verschlossen.

[0020] In der Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform einer Schmelzsicherung 1 dargestellt. Das Gehäuse 2 der

Schmelzsicherung 1 weist in dieser Ausführungsform eine umlaufende Verjüngung oder Nut 73 auf. Wie in den

nachfolgenden Figuren dargestellt, erzeugt diese Nut 73 im Inneren des Gehäuses 2 Vorsprünge, auf denen die

Abschlusselemente 51, 52 aufliegen können. Während die in der Fig. 2 nicht sichtbaren Vorsprünge auch auf einer anderen Weise gebildet sein können, stellt die Verwendung einer äußeren umlaufenden Nut 73 eine sehr einfache und

kostengünstige Alternative dar.

[0021] In den Fig. 3a bis 3f sind unterschiedliche Stadien in der Herstellung einer Schmelzsicherung 1 dargestellt.

Zunächst wird gemäß Fig. 3a ein Aluminiumrohr vorbereitet, welches das Gehäuse 2 bildet. Dies kann mittels Absägen von einem längeren Rohr geschehen, welches beispielsweise mittels eines Strangpressverfahrens erzeugt sein kann. Das so

gebildete Gehäuse weist zwei kreisförmige Stirnseiten 21, 22 auf. Das Gehäuse 2 wird anschließend, wie in der Fig. 3b dargestellt, entlang seines Umfangs gepresst, um eine

umlaufende Nut 73 zu bilden. Aufgrund der umlaufenden Nut 73 oder Verjüngung des Gehäuses 2 von außen, werden nahe der Stirnseiten 21, 22 umlaufende Vorsprünge 71, 72 im

Gehäuseinnenraum 23 gebildet. [0022] Nach dem Vorbereiten des Gehäuses 2 gemäß Fig. 3b, wird ein Eloxiervorgang durchgeführt, um das Aluminium des Gehäuses 2 zu eloxieren. Zwar ist es möglich, das Eloxieren vor dem Fertigstellen des Gehäuses 2 durchzuführen,

beispielsweise bereits nach dem Absägen des Aluminiumrohrs und vor dem Einpressen der umlaufenden Nut 73.

Vorteilhafterweise sollte jedoch das Gehäuse 2 vollendet sein, ehe der Eloxierschritt durchgeführt wird, so dass danach kein weiterer Formgebungsschritt erforderlich ist, wodurch die durch Eloxierung gebildete Oxidschicht beschädigt werden könnte.

[0023] Wie in der Fig. 3c veranschaulicht, wird daraufhin ein Schmelzleiter 3 in dem Gehäuse 2 angeordnet. An dem Schmelzleiter 3 ist bereits ein Abschlusselement 51

befestigt, welcher beim Anordnen des Schmelzleiters 3 im Gehäuse 2 an einem der Vorsprünge 71 zur Anlage kommt und dadurch den Gehäuseinnenraum 23 an der entsprechenden

Stirnseite 21 verschließt. Weiterhin wird über das Element 51 der Schmelzleiter von Kräften und Momenten entkoppelt, da er diese in das Gehäuse einleitet. Der Gehäuseinnenraum 23 wird daraufhin mit einem Füllstoff 4 gefüllt, welcher den

Schmelzleiters 3 im Gehäuse 2 umgibt. Der Füllstoff 4 ist vorzugsweise aus einem körnigen Material gebildet,

beispielsweise aus Quarzsand.

[0024] Der mit dem Füllstoff 4 gefüllte Gehäuseinnenraum 23 wird anschließend wie in der Fig. 3d dargestellt mittels eines weiteren Abschlusselementes 52 an der weiteren

Stirnseite 22 verschlossen, so dass der Füllstoff 4 nicht austreten kann. Das weitere Abschlusselement 52 ist hierbei zweiteilig ausgebildet und umfasst einen ersten

Abschlusselementabschnitt 52a und einen zweiten

Abschlusselementabschnitt 52b. Der erste

Abschlusselementabschnitt 52a weist eine Noppe 6 auf, welche in den Schmelzleiter 3 eingreift, um eine Zugentlastung für den Schmelzleiter 3 innerhalb des Gehäuseinnenraumes 23 zu bieten. Um den ersten Abschlusselementabschnitt 52a

einzusetzen, muss der Schmelzleiter 3 an der weiteren

Stirnseite 22 gegebenenfalls angehoben werden. Anschließend wird der zweite Abschlusselementabschnitt 52b eingesetzt. [0025] In einem anschließenden Schritt werden die Stirnseiten 21, 22 entlang ihrer Aussenkanten 211, 221 umlaufend

gebördelt. Hierdurch wird an der jeweiligen Stirnseite 21, 22 das Material des Gehäuses 2 derart gegen das zugehörige Abschlusselement 51, 52 gedrückt, dass es nicht mehr aus dem Gehäuse 2 fallen kann. Das Ergebnis ist in der Fig. 3e dargestellt. Alternativ zum Bördeln der Aussenkanten 211, 221, können an den Stirnseiten 21, 22 Abschlussringe 81, 82 eingesetzt werden. In der Fig. 3f sind Beispiele hierfür dargestellt. Während an einer Stirnseite 21 ein innen liegender Abschlussring 81 eingesetzt ist, um das dort eingesetzte Abschlusselement 51 zu sichern, ist hierfür an der weiteren Stirnseite 22 ein außen liegender Abschlussring 82 eingesetzt. In der Regel werden jedoch an beiden

Stirnseiten 21, 22, gleiche Abschlussringe 81, 82 verwendet, also entweder innen liegende oder außen liegende

Abschlussringe 81, 82.