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Elektrische Dauersicherung.
Es ist bekannt, dass die magnetische Permeabilität der ferromagnetischen Stoffe eine Funktion der Temperatur ist. Bei einer gewissen, dem einzelnen ferromagnetischen Stoffe spezifischen Temperatur, dem magnetischen Umwandlungspunlct, wird die magnetische Permeabilität dieses Stoffes angenähert gleich der der Luft.
Diese Eigenschaft der ferromagnetischen Stoffe lässt sich in geeigneter Ausführung zur Sicherung elektrischer Leitungen verwenden. Dies geschieht dadurch, dass an beliebiger Stelle in einen durch einen Anker geschlossenen magnetischen Kreis ein aus einem ferromagnetischen Stoffe bestehendes Element eingebaut ist, das von dem zu sichernden Strome ganz oder teilweise durchflossen wird und dessen Leitungsquerschnitt so gehalten ist, dass es bei Überschreitung der zulässigen Stromstärke infolge der auftretenden Joule'schen Wärme den magnetischen Umwandlungspunkt erreicht.
Die dadurch im magnetischen Kreise auftretende Unterbrechung drückt dann die Kraftliniensättigung so weit herunter, dass die Zugkraft der Kraftlinien auf dem Anker schwächer wird als die Zugkraft einer auf den Anker entgegengesetzt den Kraftlinien einwirkenden mechanischen Kraft, durch die infolgedessen der magnetische Kreis geöffnet wird. Durch geeignete Stromführung wird hiedurch gleichzeitig direkt oder indirekt der elektrische Stromkreis abgeschaltet.
Um die Einwirkung des in den magnetischen Kreis gelegten Sicherungselementes möglichst gross zu gestalten, ist dieses zweckmässig wie in Fig. 1 zu gestalten. Der Querschnitt der Windungen ist auf die bezweckt Sicherungsgrösse abgestimmt.
Die Einschaltung dieses Elementes in de 1 magnetischen Kreis ist aus Fig. 2a und 2b ersichtlich.
In der Fig. 2a ist der permanente Hufeisenmagnet A geschlitzt und in diesen Schlitz das Sicherungelement B durch die Glimmerscheiben Ci, Cs gegen den Magneten isoliert eingepasst. Ebenso könnte, wie dies punktiert angedeutet ist, auch der Anker D geschlitzt sein und das Sicherungselement B auf- nahmen. Vor den Polen des Hufeisenmagneten A ist der Anker D vorgesehen, dessen Verlängerungen
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takten Fj und P ; ; liegen, so lange der Anker sich vor den Polen des Hufeisenmagneten befindet. Auf den Anker drückt die Feder, der durch die Anziehungskraft des Magneten normaler Weise das Gleichgewicht gehalten wird.
Bei Überschreiten des zulässigen Stromes drückt die Feder infolge des auftretenden Spaltes im magnetischen Kreise und der damit auftretenden Kraftlinienverminderung den Anker von den Polen des Hufeisenmagneten fort. Damit wird gleichzeitig der zwischen Ei, Fi einerseits und E2, F2 anderseits bestehende Kontakt geöffnet und der Stromkreis unterbrochen. Der Anker trägt die aus Isolierstoff hergestellte Führungsstange J, die nach aussen die Ausschaltung meldet. Ausserdem wird der Anker vor dem Magneten durch die Stifte LI, L2 geführt. Durch Druck auf den Knopf K ist die Sicherung wieder einzuschalten.
In Fig. 2b ist je ein Sicherungselement B, , vor die Pole des Magneten gelegt, die durch die Glimmerscheiben Dl, D2 bzw. D/, D/gegen den magnetischen Kreis isoliert sind. Die Sicherungselemente werden durch die ferromagnetischen Zwischenstücke BI, B2 vor den Polen des Hufeisenmagneten gehalten, die ihrerseits in geeigneter Weise mit dem Hufeisenmagneten verspannt sind. In den andern Teilen
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zeigt Fig. 2b dieselbe Ausführung wie Fig. 2a. Die Ausführung der Fig. 2b ist derjenigen der Fig. 2a vorzuziehen, wenn der Anker zur Erhöhung seiner Tragfähigkeit ebenfalls als permanenter Magnet vorgesehen ist.
In Fig. 3 sind zur Vergrösserung des magnetischen Spaltes mehrere Sicherungselemente hintereinander geschaltet, die durch Glimmerscheiben D1, D2, D3, D4 sowohl unter sich als auch gegen den Magneten isoliert sind. Für die Sicherungselemente können zweckmässig unter andern sowohl Eisen als auch Nickel und Nickelkupferlegierungen verwandt werden. Während Eisen den Vorzug grosser Permeabilität und damit die Möglichkeit grosser Sättigungsschwankungen durch kleine Sicherungselemente hat, haben Nickel und noch mehr die Nickelkupferlegierungen den Vorzug, dass sie weit weniger hohe Temperaturen erfordern. Als besonders geeignet hat sich eine Legierung aus 93% Ni und 8% cru erwiesen.
Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung, die es gestattet, die Sicherung auch bei bestehendem Kurzschlüsse in der Leitung ohne Gefahr für diese wieder einzuschalten. In der Führungsstange des Ankers gleitet der Stift M, der durch geeignete Schlitze der Führungsstange hindurch mit der Kontaktscheibe N verbunden ist. Die Feder P drückt die Scheibe N gegen die Kontakte Qt, i Q,. Durch Druck auf den Knopf ss des Stiftes M wird die Scheibe N von den Kontakten Qi, < abgehoben und hindurch der Stromkreis, der vorher von dem Kontakte Qui über die Scheibe N zn dem Kontakte Q2 ging, geöffnet.
Fig. 4a zeigt diese Ausführung nach erfolgter Ausschaltung durch Überlastung oder Kurzschluss. Durch Druck auf den Knopf R wird der Kontakt zwischen N und QI, Q2 unterbrochen und gleichzeitig der Anker vor den Magneten gelegt. Während der Magnet den Anker festhält, geht der Stift M mit der Scheibe N
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Die Ausführungsmöglichkeiten der neuen Sicherung sind durch die angeführten schematischen Beispiele nicht erschöpft, sondern lassen noch beliebige Ausführungsformen zu. So lässt sich nach der üblichen Ausführungsform der elektromagnetischen Automaten zum Herabdrücken der Fehlergrenzen leicht eine indirekte Auslösung anbringen. Die Erfindung kann in gleicher Weise bei Schraub-und Stecksicherungen angewandt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Dauersicherung, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb eines magnetischen Kreises von dem zu sichernden Strom durchflossene, gegen das magnetische Metall isolierte, mit ihm mechanisch verbundene ferromagnetische Teile angeordnet sind.