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Schmelzleiter für flinke elektrische Sicherungen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schmelzleiter für elektrische Sicherungen in Silicium-
Gleichrichter-Kreisen. Von einem solchen Schmelzlelter oder Schmelzeinsatz wird verlangt, dass er bei Überlastung sehr kurzzeitig unterbricht und bei der Unterbrechung eine möglichst kleine Überspannung hervorruft.
Es ist bereits bekannt (Schweizer Patentschrift Nr. 338890), derartige Schmelzleiter als Leitermetall- blech auszubilden, die quer zur Stromflussrichtung orientierte, zueinander versetzt übereinander an- geordnete Reihen von Ausschnitten enthalten, zwischen denen entsprechend verengte Leiterbrücken be- sMhon bleiben.
Es hat sich dabei gezeigt, dass die bekannten Schmelzleiter dieser Art den gestellten Anforderungen nur in mangelhafter Weise zu genügen vermögen ; dies einerseits infolge eines zu kleinen Verhältnisses zwischen dem Leiterquerschnitt der ungeschlitzten Zone zwischen benachbarten Ausschnittreihen im Ver- gleich zum resultierenden Totalquerschnitt der einander parallelgeschalteten Leiterbrücken in einer Aus- schnittreihe und ungünstigen Stromzuführungsbahnen in den Leiterbrücken und den an sie anschliessenden vollen Zonen, anderseits wegen einer ungünstigen Formgebung der ganzen Schmelzleiterbleche.
Der letztgenannte Übelstand ist durch eine im übrigen anders gestaltete längsgeschlitzte Zylinder- form des Leiterbleches in bekannter Weise (Schweizer Patentschrift Nr. 276841) behoben worden.
Der erfindungsgemässe Schmelzleiter stellt eine Kombination dieser beiden bekannten Merkmale mit zusätzlichen, besonders die Stromführungsbahnen verbessernden Merkmalen dar, indem gegenüber der Ausbildung nach der erstgenannten bekannten Ausbildung erfindungsgemäss vorgesehen ist, dass das Leiter- metallblech als längs einer Mantellinie geschlitzter Zylindermantel mit in Umfangsrichtung verlaufenden Ausschnittreihen mit mindestens drei Stegen ausgebildet ist,
wobei die Leiterquerschnitte in den ungeschlitz- ten Zylinderzoneu zwischen den Ausschnittreihen mindestens zehnmal so gross sind wie die resultierenden Totalquerschnitte aller einander parallelgeschalteten Leiterbrücken einer Ausschnittreihe und die an die Leiterbrücken angrenzenden Ausschnittränder Degen diese Leiterbrücken über die ganze Länge der Brücke konvex gerundet sind.
Mit besonderem Vorteil wird dabei vorgesehen, dass die axiale Höhe der ungeschlitzten Zylinderzonen mindestens dreieinhalbmal grösser ist als die kleinste Breite der Leiterbrücken zwischen dan Ausschnitten der benachbarten Ausschnittreihe.
Durch diese Formgebung entstehen bei Überlastung der Sicherung eine Mehrzahl von parallel-und in Serie geschalteten Teillichtbögen, welche für die kurzzeitige Abschaltung und die Begrenzung der Überspannung massgebend sind.
In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargelegt.
Fig. 1 zeigt die Abwicklung des zylinderförmigen Schmelzleuers 1, welcher durch vier Reihen von schlitzförmigen Aussparungen 4 unterteilt ist, wobei zwischen den Reihen ungeschlitzte Zylinderstücke 3 verbleiben. Die Enden der Schlitze sind wenigstens annähernd halbkreisförmig geformt und begrenzen die Schmelzstellen 2. Der in Fig. 2 dargestellte Totalquerschnitt der fünf parallelgeschalteten Schmelzstellen 2 muss klein, vorzugsweise mindestens zehnmal kleiner sein als der in Fig. 3 dargestellte Querschnitt
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der ungeschlitzten Zylinderstücke 3.
Zweckmässigerweise ist vorgesehen, dass die Schmelzstellen 2 in Zylinderachsrichtung zueinander versetzt sind.
Erfindungsgemäss soll die in Achsrichtung gemessene Höhe eines Zylinderstückes 3 mindestens dreieinhalbmal grösser sein als die minimale Breite einer Unterbrechungsstelle 2. Durch diese Ausbildung der Schmelzstellen kann der Widerstand des Schmelzleiters klein bleiben, was zunächst einen geringen Wattverlust für die Sicherung ergibt. Mindestens ebenso wichtig ist aber der Umstand, dass die Wärmeabfuhr aus dem engsten Querschnitt der Schmelzstelle an das ungeschlitzte Zylinderstück verbessert wird, wodurch sich eine niedrigere Betriebstemperatur und eine entsprechend höhere Lebensdauer bei sonst gleichen Verhältnissen ergeben. In gleicher Weise wirkt sich aucl. eine Erhöhung der Anzahl paralleler Schmelzstellen aus, wobei im Grenzfall der Schlitz zu einem kreisrunden Loch werden kann.
Diese Ausbildung der Schmelzstellen mit den angrenzenden massiven Zylinderstücken ergibt den Vorteil verhältnismässig kurzer und in ihrer Länge recht stabiler Lichtbögen. Damit wird ein unerwünschtes rasches Anwachsen der Lichtbogenspannung verhindert, was in Anlagen mit Silicium-Dioden die parallel zur gestörten Diode liegenden Dioden vor einer spannungsmässigen Überlastung schützt.
Wie Fig. 4 zeigt, weist der zylinderförmige Schmelzleiter 6 vorzugsweise einen sich in axialer Richtung mindestens über den grössten Teil seiner Länge erstreckenden Schlitz 5 auf. Dieser Schlitz ergibt sich zwanglos, indem bei der Fabrikation nach dem Ausstanzen der Schlitze in einem flachen Silberblech dieses nicht ganz zu einem vollen Zylinder zusammengerollt wird. Dieser Schlitz besitzt den Vorteil, dass beim Füllen der Sicherung mit Löschsand, dieser Sand aus dem Zylinderinnenraum leicht auch in den Aussenraum gelangt und damit alle Schmelzstellen gleichmässig im Löschsand eingebettet sind. Der Schmelzleiter mit dem Löschsand befindet sich in einem zylindrischen Kunsthárzkörper, welcher Glasfaserarmierung aufweist und durch metallische Anschlussstücke an den Stirnseiten abgeschlossen ist.
Der Schmelzleiter selbst wird mit den Anschlussstücken durch Punktschweissung verbunden.
Die Zylinderform des Schmelzleiters gibt ihm eine sehr gute mechanische Stabilität und ermöglicht
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wesentliche Herstellungsschwierigkeiten dünne Schmelzstellen und eine grosse Flinkheit des Schmelzleiters erreicht werden. Diese Flinkheit ist bei der bekannten Empfindlichkeit von Silicium-Dioden von wesentlicher Bedeutung für die Anwendung der erfindungsgemässen Lösung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schmelzleiter für flinke elektrische Sicherungen in Silicium-Gleichrichter-Kreisen, als Leitermetallblech ausgebildet, das quer zur Stromflussrichtung orientierte, zueinander versetzt übereinander angeordnete Reihen von Ausschnitten enthält, zwischen denen entsprechend verengte Leiterbrücken bestehen bleiben, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitermetallblech als längs einer Mantellinie geschlitzter Zylindermantel mit in Umfangsrichtung verlaufenden Ausschnittreihen mit je mindestens drei Stegen ausgebildet ist, wobei die Leiterquerschnitte in den ungeschlitzten Zylinderzonen (3) zwischen den Ausschnittreihen mindestens zehnmal so gross sind wie die resultierenden Totalquerschnitte aller einander parallelgeschalteten Leiterbrücken einer Ausschnittreille und die an die Leiterbrücken (2)
angrenzenden Ausschnittränder gegen diese Leiterbrücken über die ganze Länge der Brücke konvex gerundet sind.