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Elektrische Sicherung.
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Sicherung, bei welcher in einem Isolierkörper zwischen zwei in denselben eingelassenen Metallkontakten ein dieselben leitend verbindender und an geeigneter Stelle kapillar sich verengender Faden aus flüssigem Metall, insbesondere Quecksilber, vorgesehenist, welchesbei übermässigem Anwachsen des Stromes an der kapillaren Stelle verdampft, wodurch der Strom unterbrochen wird. Von den bekannten elektrischen Sicherungen dieser Art unterscheidet sich die den Erfindungsgegenstand bildende Sicherung dadurch, dass zwischen die Kapillarbohrung des den Quecksilberfaden aufnehmenden aus hochfeuerfestem, unverbrennbarem Isolierstoff bestehenden Einsatzes und die Austrittsöffnung des Behälters für das flüssige Metall ein Metallkörper mit ebenfalls kapillaren Verbindungskanälen eingeschaltet ist.
Es wird hiedurch verhindert, dass unbeabsichtigt, etwa beim Versand oder Transport der Vorrichtung, flüssiges Metall aus dem Vorratsbehälter durch die Kapillarbohrimg des Einsatzes durchfliesst oder, was noch wichtiger ist, bei eintretender Verdampfung des flüssigen Metalls an der kapillaren Stelle Metall aus dem Vorratsraum mitgerissen wird.
Die Zeichnung zeigt Fig. I einen Längsschnitt durch eine beispielsweise Ausführungsform der neuen Sicherung, während Fig. II im gleichen Schnitt eine Abänderung einer Einzelheit und Fig. III die
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erweitert.
Das untere Ende des Einsatzes überstülpt einen kleinen Metallzylinder 4 mit einer Bohrung 5 und sitzt unter Zwischenschaltung einer gelochten Dichtungsscheibe 6 auf einer mit einer Bohrung 7 versehenen
Querwand 8 des Isolierkörpers 1 auf. Der Einsatz wird gegen die Dichtungsscheibe 6 bzw. die Querwand 8 durch eine mit einer Bohrung 9 versehenen Metallschraube 10 gepresst, deren Muttergewinde sich an einem
Metallrohr 12 befindet, welches in den oberhalb des Einsatzes 2 vorgesehenen Hohlraum 11 des Isoler- körpers 1 eingesetzt ist. In das obere Ende des Rohres 12 ist ein Metalldeckel 13 eingeschraubt, der auf beliebige, in der Zeichnung nicht angedeutete Weise gegen unbefugtes Herausschrauben gesichert ist.
Den Deckel 13 durchsetzt ein am Fussende mit einer Scheibe 14 versehenes, längsbewegliches Stäbchen 15, das ausserhalb des Deckels einen Kopf 16 trägt. Die Schraube 10 ist im oberen Teil auf einen geringeren
Durchmesser 17 verjüngt, so dass rund um die Verjüngung 17 in dem Metallrohr 12 ein Ringraum 18
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eingeschaltet.
In den unterhalb der Querwand 8 im Isolierkörper 1 vorgesehenen Hohlraum 20 ist ein becherförmiger Metallkörper 21 eingesetzt. Den Boden desselben durchgreift eine mit einem Kopf 22 zum Erfassen versehene Schraube 23, deren anderes Ende einen in den zylindrischen Becherraum 24 des Metallkörpers 21 passenden Kolben 25 trägt. Auch dieser ist gegen unbefugtes Entfernen aus dem Isolierkörper bzw. dem Metallkörper 21 gesichert.
Nach Abschrauben des Deckels 13 und Herausschrauben der Schraube 10 und Herausnehmen des Einsatzes 2 wird in der die Sicherung herstellenden Fabrik durch die Bohrung 7 der oberhalb des Kolbens 25 befindliche Raum 24 mit Quecksilber gefüllt, worauf die oben genannten Teile 2, 10, 13 wieder eingesetzt werden. Alsdann wird durch Drehen der Schraube 23 am Kopf 22 der Kolben 25 so lange hochgehoben, bis das Quecksilber in der Bohrung 9 an die mit 26 bezeichnete Stelle gestiegen ist. Es ist dann durch den Quecksilberfaden der Metallbecher 21 mit dem Metalldeckel 13 leitend verbunden, d. h. die Sicherung gebrauchsfähig.
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Für den Gebrauch wird die Sicherung in die Stromleitung eingeleitet, z. B. zwischen dem Muttergewinde einer Schraubkappe und dem Fusssockel eines Sicherungselementes eingesetzt, wobei einerseits der Metallbecher 2Z und anderseits der Metall deckel 13 unter Strom gesetzt werden. Gewöhnlich befindet sich hiebei, abweichend von der Zeichnung, die Sicherung nicht in lotrechter, sondern in wagrechter Lage.
Wenn nun der Strom übermässig wächst, so beginnt das Quecksilber an der engsten Stelle der Kapillarbohrung 3 zu verdampfen, wodurch der darüber befindliche Teil des Qaeeksilberfadens unter Vorschieben des Stäbchens 15 durch die Bohrung 9 der Schraube 10 hindurch in den deren Verjüngung 17 umgebenden Ringraum 18 geschleudert wird und sich dort sammelt. Dadurch wird der Strom zwischen den beiden Kontakten 21 und 13 unterbrochen. Bei wagrechter Lage der Sicherung verharrt das Stäb- chen 15 in der neuen Lage und zeigt hiedurch die eingetretene Stromunterbrechung an.
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das Stäbchen 15 anzuheben beginnt.
In diesem durch die eintretende Bewegung des Stäbchens 15 wahrnehmbaren Augenblick unterbricht man das Hochschrauben der Schraube 23, ja schraubt diese vielmehr sogar noch etwas zurück, so dass der Qaecksilberspiegel sich dann wieder ungefähr an der Stelle 26 befindet. Der Quecksilberspiegel soll nämlich stets etwas unterhalb des oberen Randes der Bohrung 9 liegen, damit das Quecksilber nicht etwa schon bei der Ausdehnung unter der beim Stromdurchfluss eintretenden Erwärmung in den Ringraum 18 überfliesst.
Die Grösse des Raumes 24 ist so bemessen, dass das darin unterzubringende Quecksilber für eine vorausbestimmt Zahl von Stromunterbrechungen ausreicht. Während jedes einzelnen Kurzschlusses vergrössert sich die lichte Weite der Kapillarbohrung 3 um ein wenn auch sehr geringes Mass ; aber selbst nach der vorausbestimmten Zahl von Kurzschlüssen ist diese Änderung immer noch so gering, dass die Sicherung für weitere Kurzschlüsse immer noch vollste Gewähr bieten würde.
Indessen lässt sich die eintretende Änderung der lichten Weite der Kapillarbohrung 3 von vornherein nicht genau übersehen und bestimmen und soll daher über die von der die Sicherung herstellenden Fabrik vorausbestimmt Zahl von Kurzschlüssen und damit auch Wiederinstandsetzung der Sicherung nicht hinausgegangen werden, weshalb Laien das selbsttätige Nachfüllen der Sicherung mit Quecksilber unmöglich gemacht sein muss.
Dies wird dadurch erreicht, dass, wie vorhin erwähnt wurde, der Deckel 13 gegen unbefugtes Herausschrauben aus dem Rohr 12 gesichert und auch der Raum 24 Unbefugten unzugänglich ist. Sollte sich die kapillare Bohrung 3 wirklich übermässig ausgeweitet haben, so lässt sich der Einsatz 2 in der Fabrik bequem gegen einen neuen austauschen.
Die in dem Metallkörper 4 vorgesehene feine Bohrung S soll verhindern, dass unbeabsichtigt, etwa beim Transport oder Versand der Sicherung, Quecksilber aus dem Vorratsraum 24 in die Bohrung 9 und dann in den Ringraum 18 gelangen kann. Dieser Zweck wird in vollkommenerem Masse erreicht, wenn die feine Bohrung 5 des Körpers 4 zwischen den Bohrungen 7 und 3 nicht in gerader Richtung, sondern zickzackförmig od. dgl., also in wechselnder Richtung verläuft.
Eine noch vollkommener Erreichung des genannten Zweckes ergibt sich, wenn der Metallkörper 4 durch einen metallenen Hohlkörper 4a, (Fig. 2) ersetzt und im hohlen Inneren desselben ein Asbestpfropfen untergebracht ist, der das Quecksilber nur unter einem bestimmten, auch beim Drehen an der Schraube 23 auftretenden Druck, sonst aber nicht
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respektive 4a (Fig. l und 2), ja es kann der Metallkörper 4 und 4a ganz wegfallen und der von ihnen eingenommene Raum einfach mit Asbest ausgefüllt werden, dass bei eintretender Verdampfung des Quecksilbers in der Kapillarbohrung 3 nicht etwa Quecksilber auch aus dem Vorratsraum mitgerissen und nach oben durch die Bohrung 9 in den Ringraum 18 geschleudert wird.
Selbstredend kann in den Bohrungen 5 keine Verdampfung des Quecksilbers durch Strom erfolgen, noch auch kann dies in Bohrung 7 geschehen, da ihr Querschnitt viel grösser ist als der der engsten Stelle in der Kapillare 3.
Dadurch dass bei eintretender Verdampfung des Quecksilbers in der Kapillare 3 der Vorratsraum 24 unbeeinflusst bleibt, ist Gewähr dafür vorhanden, dass sich auch bei Kurzschlüssen die in dem Raum 24 befindliche Quecksilbermenge nicht verändert. Dies hat eine grosse Bedeutung für die jedesmalige Wiederinstandsetzung der Sicherung, da dann für jede einzelne Wiederinstandsetzung eine Drehung der Schraube 23 um einen und denselben genau vorausbestimmbaren Winkel erforderlich ist. Man braucht daher nur, um die einzelnen Dreheinstellungen richtig vornehmen zu können, z. B. am Aussenmantel des Isolierkörpers J ? eine Skala 28 (Fig. 3) und an der Schraube einen auf der Skala spielenden Zeiger 29 vorzusehen, wie aber auch die Skala am Schraubenkopf und der Zeiger am Isolierkörper oder dem Metallbecher 21 angebracht sein kann.
In der zum Versand fertigen Sicherung befindet sich alles Quecksilber in dem Vorratsraum 24, also unterhalb der Körper 4 und 4a ; diese sperren dem Quecksilber völlig den Weg nach oben. Dies kann daher, welche Lage die Sicherung während des Transportes auch bekommen kann, von selbst nicht herausfliessen.