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Hochvakuumsicherung.
Es ist bekannt, dass man die Leistungsfähigkeit von Schmelzsicherungen durch Anordnung des
Schmelzdrahtes im Hochvakuum erheblich steigern und insbesondere für hohe Spannungen verwendbar machen kann. Um das erforderliche hohe Vakuum von der Grössenordnung von 0. 01-0. 001 p. während des Betriebes aufrechtzuerhalten, müssen die im Innern des Vakuumsgehäuses befindlichen Metallteile durch Ausheizen entgast werden. Das bei Vakuumschaltern übliche Verfahren des Ausheizens, bei dem ein starker Strom durch den Schalter hindurehge & chickt wird, der die Metallteile erhitzt, ist bei Vakuumsicherungen nicht anwendbar, weil der Sehmelzdraht, um ein Durchbrennen zu vermeiden, nur mit seiner Normalstromstärke belastet werden darf.
Diese Stromstärke genügt aber nicht, um die inneren Enden der Leitungseinführungen auf die zum Austreiben der okkludierten Gase erforderlichen Temperaturen zu bringen.
Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung, die in einfacher und bequemer Weise das Ausheizen der Metallteile im Innern des Vakuumgehäuses mittels Stromwärme gestattet. Erfindungsgemäss werden die Einführungen in Form von Schleifen ausgebildet, deren Enden getrennt durch die Gehäusewandung nach aussen geführt sind. Durch Anlegen einer Hilfsstromquelle an die äusseren Enden kann man durch jede Einführung für sich einen beliebigen Strom hindurehsehieken, ohne Rücksieht darauf, für welche Stromstärke der Sehmelzdraht bemessen ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In der Fig. 1 bezeichnet 1 einen Schmelzdraht, der im Innern eines hoch evakuierten Gehäuses 5 zwischen den Enden der Zuleitungen 3 und 4 ausgespannt ist. Das Vakuumgehäuse kann aus Glas oder Quarz oder auch aus Metall bestehen. In dem gewählten Ausführungsbeispiel besteht es aus Glas und hat die Form eines Rundkolbens mit zwei einander gegenüberliegenden seitlichen Ansätzen.
Die Träger des Schmelzdrahtes 3 und 4 werden bei Verwendung der Sicherung für Wechselstrom aus einem verhältnismässig weichen Material hergestellt, da sich hiebei die günstigsten Verhältnisse für die Unterbrechung des Stromes nach dem Durchschmelzen des Sicherungsdrahtes 1 ergeben. Als besonders zweckmässig hat sich die Verwendung reinen Nickels hiefür erwiesen, wobei sich gleichzeitig der Vorteil ergibt, dass die Verschmelzung mit den Leitungseinführungen in bequemer Weise vorzunehmen ist. Bei Sicherungen für Gleichstrom ist es dagegen zweckmässig, die Sehmelzdrahthalter aus einem Material relativ hohen Schmelzpunktes herzustellen, wie z. B. Wolfram. Die Schmelzdrahthalter 3 und 4 sind erfindungsgemäss schleifenförmig ausgebildet.
Die beiden Enden des Trägers 3 sind an zwei Leitungseinführungen 8 und 9, die des Trägers 4 an zwei Leitungseinführungen 10 und 11 angeschlossen. Die Leitungseinführungen sind in die Sockel 6 und 7 des Vakuumgefässes dicht eingeschmolzen. Dadurch, dass für jeden Pol der Sicherung zwei Einführungen vorgesehen sind, brauchen sie nur den halben Querschnitt zu besitzen als bei Verwendung eines einzigen Einführungsdrahtes, wodurch die Abdichtung der Einschmelzstellen erleichtert wird. Um die Dichtungsstellen vor dem Elektronenbombardement bei dem Ansprechen der Sicherung zu schützen, sind die Schilde 12 und 13 vorgesehen, welche die Enden der Sockel 6 und 7 überdecken und aus weichem Nickel, Kupfer od. dgl. bestehen.
Die Schilde besitzen an der Stirnseite Öffnungen, durch welche die Leitungseinführungen mittels Isolierrohren 12"und Scheiben 12'isoliert durchgeführt sind.
Zur Evakuierung des Glasgefässes wird bei 2 eine Vakuumpumpe angeschlossen und nach Beendigung der Evakuierung die Öffnung in bekannter Weise zugeschmolzen. Um aus den Schleifen 3 und 4 die
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auch an die Leitungen 10 und 11 je eine Hilfsstromquelle angeschlossen, deren Stromstärke so eingestellt wird, dass die Schleifen 3 und 4 sich auf die gewünschten Temperaturen erwärmen. Auf diese Weise kann man die Ausheizstromstärke der Schleifen 3 und 4 entsprechend ihrem Querschnitt beliebig wählen, ohne auf die Belastungsfähigkeit des Schmelzdrahtes 1 Rücksicht nehmen zu müssen.
Nach dem Ausheizen werden die beiden äusseren Enden jeder Drahtschleife miteinander verbunden und an eine Metallkappe angeschlossen, welche die Anschlussklemmen für die Zuleitungen des durch die Sicherung zu schützenden"StromkreiseZ träot. Diese Kappen werden, wie aus Fig. 2 zu ersehen, über die Enden der Arme des Vakuumgefässes gestülpt und in bekannter Weise, z. B. mit Zement, befestigt.
Bei grösseren Stromstärken kann man mehrere Vakuumsicherungen parallel schalten, wobei dafür Sorge zu tragen ist, dass die Gesamtstr, omstärke sich gleichmässig auf die einzelnen Sicherungen verteilt.
Zu diesem Zweck'kann man bei Wechselstrom z. B. die Sicherungen nach der in Fig. 3 dargestellten Anordnung schalten, in der vier parallele Sicherungen 36, 37, 38 und 39'vorgesehen sind. Die Netzleitungen 40 und 41 sind hier, je an den Mittelpunktjeiner Drosselspule 42 bzw. 47 angeschlossen, deren Endpunkte wieder mit den Mittelpunkten weiterer Drosselspulen 45,46, 48 und 49 verbunden sind.
Die Endpunkte dieser letzteren sind mit den Anschlüssen der einzelnen Sicherungen verbunden. Bei dieser Anordnung werden die beiden Hälften jeder Drosselspule in entgegengesetzter'Richtung von dem Strom durchflossen und bewirken infolge ihrer magnetischen Verkettung, dass in der einen Wicklungshälfte jeder Drosselspule der gleiche Strom fliesst wie in der andern Wieklungshälfte.
Man kann auch innerhalb eines Vakuumsgefässes mehrere Schmelzdrähte parallel schalten. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 4 schematisch dargestellt. Hier sind mit 25 und 26 die beiden Schleifen bezeichnet, die den Schleifen 3 und 4 der Fig. 1 entsprechen. An je zwei gegenüberliegenden Punkten dieser Schleifen sind die Zuleitungen 27 und 28 bzw. 29 und 30 angeschlossen, die vakuumdicht nach aussen geführt werden. Zwischen den Schleifen 25 und 26 sind vier Sehmelzdrähte 21, 22, 23 und 24 symmetrisch derart angeordnet, dass sich die Stromstärke gleichmässig auf die vier Schmelzdrähte verteilt.
Zum Ausheizen werden hier Hilfsstromquellen zwischen die äusseren Enden der Zuleitungen 27 und 28 bzw. 29 und 30 gelegt, wobei der Heizstrom jeweils nur die Schleifen 25 bzw. 26 durchfliesst, ohne dass die Schmelzdrähte durch die Stromwärme beansprucht werden. Eine modifizierte Anordnung ist in Fig. 5 dargestellt.
Hier sind die Schleifen 31 und 32, zwischen denen die Schmelzdrähte ausgespannt sind, im Viereck angeordnet und können mit Hilfe der Zuleitungspaare 33 und 34 beim Ausheizen unter Strom gesetzt werden. Nach dem Ausheizen werden die Zuleitungen 33 und 34 miteinander verbunden und an die Netzleitung 35 angeschlossen.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, welche die gleichen Vorteile besitzt wie die in Fig. 1 dargestellte Schleifenform der Schmelzdrahtträger. Hier ist das eine Ende des Schmelzdrahtes 50 an eine Anschlusskappe 51 angeschmolzen, die mit der Leitungseinführung 52, z. B. durch Verschrauben, verbunden ist. Die Einführung 52 ist vakuumdicht durch die Wand des nicht gezeichneten Gehäuses hindurchgeführt. Um die Anschlusskappe 51 zum Austreiben der eingeschlossenen Gase zu erhitzen, ist in ihrem Innern eine Heizspule 53 angeordnet, deren eines Ende mit der Kappe 51 verbunden ist. während das andere Ende durch die hohl ausgebildete Einführung 52 nach aussen geführt ist.
Um den Draht 54, der die Zuleitung zu dem linken Ende der Heizspule 53 bildet, gegen die Einführung 52 zu isolieren, kann man in die Bohrung zweckmässig aus Glas bestehende Isolierrohre 55 einlegen. Zum Ausheizen der Kappe 51 wird eine Hilfsstromquelle zwischen der Leitung 55 und dem äusseren Ende der Einführung 52 angeschlossen, so dass die Heizspule 53 von einem Strom durchflossen wird, welcher die Kappe 51 auf die gewünschte hohe Temperatur bringt. Diese letzt beschriebene Anordnung ist insbesondere für Sicherungen hoher Stromstärken brauchbar.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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