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Schmelzsicherung.
Die Erfindung bezieht sich auf Schmelzsicherungen, wie sie beispielsweise ganz allgemein in elektrischen Fernmeldeanlagen verwendet werden. Eine ideale Stromsicherung muss insbesondere drei
Bedingungen erfüllen :
1. muss sie in weniger als einer vorgegebenen Anzahl Sekunden durchbrennen, wenn sie von einem
Strom vorgegebener Stärke durchflossen wird,
2. darf beim Durchbrennen kein Lichtbogen stehen bleiben auch wenn an ihren Enden eine Über- spannung liegt und
3. soll die Sicherung nicht ansprechen, wenn auftretende Überspannungen zwar einen gewissen
Wert überschreiten, aber nicht länger als eine gewisse Zeit einwirken.
Die Überspannungen und die
Zeitdauer des Einwirken stehen dabei in einem Zusammenhang, u. zw. derart, dass die Einwirkungzeit, die nicht zur Auslösung der Sicherung führen soll, um so kürzer sein muss, je höher die Über- spannung ist.
Die Bedingungen unter 1 und 2 lassen sich ohne wesentliche Schwierigkeiten erfüllen. Dagegen war es bisher nicht möglich, eine Stromsicherung so auszuführen, dass bei verhältnismässig geringen Abschmelzstromstärken die Bedingungen unter 3 erfüllt werden konnten. Die Betriebserfahrungen, beispielsweise bei der Reichsbahn oder Reichspost, haben ergeben, dass Sicherungen von 3 und 5 Amp. bei Gewittern noch sehr häufig durchbrennen. Man sah sich daher gezwungen, in Leitungen, die im Maximum mit 1-Amp.-Sicherungen hätten gesichert werden können, Stromsicherungen bis zu 8 Amp.
Abschmelzstromstärke einzubauen. Erst diese Sicherungen erfüllten die Bedingung, dass bei auftretenden kurzzeitigen Überspannungen, etwa hervorgerufen durch atmosphärische Entladungen, die Sicherungen nicht durchbrannten. Anderseits musste aber durch die hohe Abschmelzstromstärke bei Dauerbelastung der zu schützende Apparat wesentlich kräftiger ausgeführt werden als es der Betrieb erfordert hätte.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, diesen Übelstand zu beseitigen und eine Schmelzsicherung zu schaffen, welche es auch bei verhältnismässig kleinen Stromstärken gestattet, kurzzeitige Überspannungen aufzunehmen, ohne dass diese zu einer Zerstörung der Sicherung führen. Erfindunggemäss wird die Stromsicherung derart mit einem Spannungsableiter schaltungstechnisch oder baulich oder auch schaltungstechnisch und baulich vereinigt, dass an der Sicherung auftretende kurzzeitige Überspannungen, die eine elektrisch parallel zum Heizleiter angeordnete Überspannungsstrecke zum Anspringen bringen und einen Teil des Überstromes an den Heizleiter vorbeileiten, so dass die Überströme auf den Schmelzleiter der Stromsicherung nicht oder nur teilweise einwirken.
Die Ausführung könnte etwa so getroffen werden, dass parallel zu einer Stromsieherung bisher üblicher Bauart ein Spannungsableiter angeordnet ist, dessen Ansprechspannung mit Rücksicht auf den kleinsten Wert der unter die Bedingung 3 fallenden Überspannung bemessen ist. Hiezu wird es unter Umständen notwendig sein, den Widerstandswert der Sicherung durch Vorschalten eines besonderen Widerstandes zu erhöhen.
Nach dem weiteren Gegenstand der Erfindung wird dieser mit dem Schmelzleiter in Reihe liegende Widerstand aus einem Widerstandsmaterial in Stabform hergestellt, z. B. aus Silit, Hartkohle od. dgl.
Die Zerstörung oder Verflüssigung des Schmelzleiters erfolgt bei dieser Ausführung durch die in dem Widerstandsstab erzeugte Stromwärme.
Sicherungen der soeben gekennzeichneten Art sind an sich neu. Sie bieten gegenüber den bekannten Rücklotsicherungen mit Heizspirale den wesentlichen Vorteil, dass die Widerstandsstäbe gegenüber auf-
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tretenden Überspannungen unempfindlich sind, während die bekannten Heizspiralen bei auftretenden Überspannungen schnell zerstört wurden. Die neuen Sicherungen bieten im Zusammenhang mit der
Erfindung noch den besonderen Vorteil, dass der Spannungsableiter gemäss dem weiteren Gegenstand der Erfindung derart angeordnet ist, dass bei auftretenden Überspannungen der Widerstandsstab durch i einen Entladungsvorgang ganz oder teilweise entlastet wird. Hiezu kann beispielsweise der Wider- standsstab selbst als Träger der Entladungsstrecke dienen.
In den Fig. 1-4 ist die Erfindugn in Ausführungsbeispielen veranschaulicht. In einem Glasrohr 1, das an beiden Enden mit Kontaktansätzen versehen ist, befindet sich ein Widerstandsstab 3, an dessen beiden Enden Kappen 4 und 5 aufgepresst sind. In der Kappe 5 ist etwas Woodmetall 6 mit eingepresst, das in bekannter Weise eine Feder 7 hält. Die beiden Kappen 4 und 5 sind mit zwei Elektroden 8 und 9 versehen, welche an den Widerstandsstab 3 vorzugsweise lose anliegen und in der Mitte einen Abstand
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und damit eine Auslösung der Feder 7 bewirken. Treten an den Enden der Sicherung höhere Spannungen auf, so wird der Stab 5 durch die Funkenstreeke teilweise entlastet, so dass das Ansprechen der Sehierung verzögert oder ganz verhindert wird.
Der Widerstandsstab muss aus einem Material bestehen, das einerseits keine allzu starke Erhöhung des Widerstandes der Sicherung bewirkt ; anderseits muss es gegenüber den bei der Entladung auftretenden Gleitfunken mechanisch widerstandsfähig sein. Als geeignet haben sieh Silitstäbe erwiesen. Es können auch andere Materialien, wie Hartkohle od. dgl., verwendet werden.
Bei der Herstellung ist darauf zu achten, dass die Kappen fest aufsitzen.
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stabes 12, anderseits der Sehmelzleiter 13. Während die in der Kammer A befindliche Sicherung die Aufgabe hat, bei Dauerstrom die oben unter 1 aufgeführte Bedingung zu erfüllen, bei auftretenden Überspannungen dagegen nur die unter 3 genannte Bedingung, hat der in der Kammer B befindliche Schmelzleiter 13 die Aufgabe, bei länger anhaltenden Überspannungen in Tätigkeit zu treten. Er muss also so bemessen sein, dass er von den Überspannungen, die in bezug auf die Sicherung in Kammer -1 die Be- dingtingen unter 3 erfüllen sollen, nicht zerstört wird.
Sobald aber die Überspannungen einen gewissen Wert ilbersehreiten oder zu lange andauern, soll die Sicherung in der Kammer B in Tätigkeit treten.
Es lässt sich zwar durch eine entsprechende Anordnung der Elektroden der Entladungsstreeke auf dem Widerstandsstab 12 erreichen, dass bei Überspannungen das Woodmetall 6 nur teilweise entlastet wird,
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leiters 13 henmtergesetzt werden. Zur Beseitigung der Lichtbogenbildung ist die Widerstandskammer B mit Asche oder einem andern geeigneten Material gefüllt.
In Fig. 3 ist eine rücklötbare Sicherung dargestellt. In dem Woodmetall 6 ist das vordere Ende des Bolzens 16 eingelötet. Gegen die an dem Bolzen 16 befestigte Scheibe 17 legt sich das eine Ende der
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Feder nicht stromführend ist.
In Fig. 4 ist eine Sicherung dargestellt, die sich durch besonders hohe Lichtbogensicherheit auszeichnet. Auf einem Sockel 24 ist zwissehen den beiden Haltern 18 und 19 die Sirhenmgspatrone 20 angeordnet. Der Lötstift 21 ist an seinem rechten Ende an einem beweglichen Teil 22 befestigt, der unter der Wirkung der Feder 23 beim Auslösen der Sicherung schnell nach rechts bewegt wird und so eine lichtbogenfreie Abschaltung bewirkt.
Versuche, die mit der neuen Sicherung angestellt wurden, haben die Überlegenheit gegenüber den bisher verwendeten erwiesen. Nach Fig. 2 hergestellte Ausführungen hatten eine Absehmelzstromstärke bei Dauerstrom zwischen 0. 5 und 1 Amp. Diese Sicherungen erwiesen sich kurzzeitigen Belastungen gegenüber wesentlich widerstandsfähiger als die bisher verwendeten mit einer Auslösestromstärke bei Dauerstrom von 8 Amp. Eine solche Sicherung erfüllt also die eingangs für eine ideale Sicherung aufgestellten Bedingungen schon sehr weitgehend.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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