Elektrische Sicherung mit metallischem Leiter. Bei Sicherungen flinker Bauart verwen dete man bisher in der Hauptsache Silber für den Sehmelzleiter. Das Silber hat zwar den Vorteil, nicht zu oxydieren, sein Schmelzpunkt liegt jedoch so hoch, dass derartige Siche rungen nur mit einem erheblich geringeren Dauerstrom als ihrem kleinsten Abschmelz- strom (Grenzstrom) belastet werden konnten. Zum Beispiel liegt der kleinste Abschmelz- strom einer 6-Amp.-Sieherung zwischen 9 und 11,4 Amp. Sie darf jedoch mit.
Rücksicht auf ihre Erwärmung nur mit höchstens 6 Amp. dauernd belastet werden.
Man entwickelte ausserdem träge Siche rungen, bei denen in der Hauptsache der durch Legierungsbildung reduzierte Schmelz punkt des Schmelzleiters (z. B. durch einen Zinnauftrag auf Silber) benutzt wurde, um bei Überlastungen längere Abschmelzzeiten zu erreichen. Obwohl sich derartige Sicherun gen hinsichtlich der Erwärmung günstiger verhalten als Sicherungen der eingangs ge nannten Art, gestatten sie nicht eine Dauer belastbarkeit bis in die Nähe des Grenzstro- mes, da sie bei Dauerbelastungen in der Nähe des Grenzstromes vorzeitig durch Kristallbil dungen und Legierungsbildungen altern und dann schon nach geringer Benutzungsdauer vorzeitig abschmelzen.
Es wurde nun eine neue Sicherungsart entwickelt, die eine Dauer belastung bis in die Nähe des Grenzstromes gestattet.
Die erfindungsgemässe Sicherung mit me tallischem Leiter ist dadurch gekennzeichnet, dass an der für die Unterbrechung vorge sehenen Stelle des Leiters ein nicht metalli scher Stoff angeordnet ist, der unterhalb der Schmelztemperatur des Leiters eine chemische Reaktion eingeht, welche die Zerstörung des Leiters und damit die Stromunterbrechung bewirkt.
Die Zerstörung kann dabei durch exo- oder endothermische chemische - Reaktionen be wirkt werden, z. B. indem die aufgetragene Masse selbst mit dem Metall des Leiters unter Zerstörung desselben reagiert oder indem aus der Masse durch chemische Reaktion Stoffe freigesetzt werden, die mit dem Metall des Leiters eine tiefer schmelzende Legierung bil den oder diesen ihrerseits durch chemische Einwirkung zerstören.
Es wurde aber gefunden, dass trotz der Verwendung von Aufträgen, welche bei einer ganz bestimmten Temperatur 'zu reagieren beginnen, doch gewisse Schwankungen hin sichtlich der Zerstörung des Leiters auftreten können, was z. B. darauf zurückzuführen sein dürfte, dass die Reaktion bisweilen am Übergang des blanken Leiters auf den um hüllten Teil beginnt. Auch praktisch nicht vermeidbare Ungenauigkeiten in der Ferti gung der Leiter (z. B. aus Feinsilberblech- streifen) haben sich als Grund für Ungenauig keiten beim Ansprechen der Sicherung er wiesen.
Es hat sich ergeben, dass durch Quer schnittsverringerungen, beispielsweise durch Lochungen, an den durch die Auftragsmasse überdeckten oder umhüllten Abschnitten des metallischen Leiters diese Ungenauigkeiten beseitigt und darüber hinaus durch die Aus bildung dieser Querschnittsverringerungen, vor allem durch deren Ausmass, die Zerstö rungszeit beliebig und feinstufig reguliert werden kann. Eine solche Querschnittsver- ringerung kann z. B. durch eine einzige runde oder eckige Ausstanzung erzielt werden. Es können aber auch z. B. mehrere Lochungen vorgesehen sein, wobei die Zerstörungszeit des Leiters nicht nur von der Grösse der Löcher, sondern auch von ihrem Abstand abhängt.
Wenn nur ein Loch vorgesehen ist, so hat dies allerdings in der Regel den Vorteil, dass die Reaktionszeit genauer eingestellt werden kann, weil ein Loch genau im Wärmezentrum angebracht werden kann, wodurch ein uner wünschtes Einsetzen der Reaktion am oder in der Nähe des Randes des Auftrages mit grö sserer Sicherheit ausgeschaltet werden kann.
Die kühlende Wirkung des Auftrages macht sieh bis zum Beginn der Einwirkung geltend, und die Einengung der Streuung bei der Auslösung ermöglicht infolge der Aus schaltung der sonst bestehenden Ungenauig keiten durch Randreaktion und dergleichen eine Erhöhung der Dauerbelastung bis zur Kabelbelastbarkeitsgrenze.
Um die Reaktionszeit bei hohen Kurz schlüssen derartiger Sicherung, bei denen der Leiter z. B. aus Silber besteht, zu erhöhen, kann man ausserdem ausserhalb des genannten Auftrages noch Querschnittsverringerungen anbringen, so dass bei kurzschlussartigen über lastungen die Zerstörung des Leiters allenfalls auch durch Schmelzen an der verjüngten Stelle erfolgen kann.
Die Zeichnung veranschaulicht verschie dene Ausführungsformen der Sicherung ge mäss der Erfindung.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Sehmelzleiter A, bestehend aus einem Feinsilberblechstreifen, der in seiner Mitte einen auf eine Länge von etwa 4 bis 6 mm allseitig aufgetragenen C'berzug B aus einem reaktionsfähigen Stoff trägt, in dessen Mitte der Leiter mit einem runden Loch C als Querschnittsverringerunfg versehen ist.
Fig. '' und 3 zeigen einen Leiter A, der beidseitig einer in der Mitte angebrachten flachen Knickung F zwei quadratische Aus stanzun-en D trägt. In der Kniekung F ist der reaktionsfähige Stoff G angebracht.
Fig. .l weist ausser einer Anordnung ge mäss Fig. hoch seitlich des Auftrages B Quersehnittsverringerunfgen h auf.
Als in der genannten Weise reagierende Stoffe kommen z. B. in Betracht 1. Jod-5-olyd wird mit der nötigen Menge Schwefelkohlenstoff angeteigt und auf den Leiter gebracht. Nach dein Antroeknen wird die Masse mit einem dielrtsehliessenden keramisehen Kitt umgeben und im Ofen bei l.20 gehärtet.
\'. Jodsäure wird in kleinen Portionen auf den Leiter gepresst und finit einem dünn wandigen Glasröhrehen um.,geben, das auf bei den Enden mit einem hochschmelzenden Ze ment verschlossen wird.
3. Bleijodid wird finit Kaliumjodid und Natriumchlorid inni- vermischt und im Tauch verfahren als flüssige Sehnrelzperle auf den Leiter aufgebracht.
4. Kaliumhy droavc1 und N atriumhydrozyd werden miteinander zusammengeschmolzen und im Tauehverfahren auf die nicht aus Feinsilber bestehenden Leiter gebracht. Nach her wird die stark liv011roskopische hasse mit einem hochsehmelzenden Kitt umgeben.
5. Die Leiter werden in der Mitte mit einem bei etwa 150 schmelzenden Lack über zogen. Nachher wird ein dünnwandiges Glas röhrehen darübergeselroben, das im Innern elementares Jod oder auch Phosphor enthält. Die beiden Enden werden mit Zement gut, ab gedichtet.
6. Auf den Leiter wird Triphenyizinn- fluorid aufgetragen.
7. Jodeosin wird mit einem Bindemittel auf den Leiter o-ebraeht und mit einem kera mischen Kitt, überzogen.
B. Thiolrarnstoff wird finit einem festen Bindemittel vermengt, und in Pillenform auf den Leiter gepresst. Die Masse wird im Tauehverfabren mit einer keramischen Masse überzogen und im Ofen bei 105 C gehärtet.
9. Bleioxyd, Wismuthoxy d und Antimon sulfid oder Kohle usw. werden miteinander innig zerrieben und mit einem Kitt auf den Leiter gebracht. Nachher wird die Masse mit. einem Zement umgeben und gehärtet.
Die Zerstörung des Leiters, der meistens aus Silber besteht, erfolgt in diesen Fällen wie nachstehend angegeben: ad 1. Das Jod-5-oxyd zerfällt thermiseh, wobei sieh die Bestandteile mit dem Leiter verbinden und ihn zerlegen.
ad 2. Die Jodsäure zersetzt den Leiter chemisch unter Bildung von Jodaten und Joditen.
ad 3. Die Halogene werden thermisch ab gespalten, wobei sie sieh mit dem Leiter ver binden. Die abgesehiedenen Metalle legieren ausserdem den Leiter.
ad -I. Die Hydroxyde lösen den Leiter ehemiseh auf.
ad 5. Es bilden sich auf dem Leiter Jo- dide bzw. Phosphide, welche die Zerstörung herbeiführen.
ad 6. Fluor und Zinn werden infolge Thermolvse in Freiheit gesetzt, wobei sie sieh mit dem Leiter verbinden und ihn zerstören.
ad 7. Jodeosin wird thermisch zerlegt. Es bilden sich auf dem Leiter Jodide, die ihn zerstören.
ad B. Der bei bestimmter Temperatur ab gespaltene Schwefel bildet mit dem Metall des Leiters Sulfide, wodurch der Leiter zer stört wird.
acl 9. Bleioxyd und Wismuthoxvd werden durch die Kohle oder das Antimonsulfid reduziert. Das entstehende Blei und Wismuth zerstört den Leiter.
Diese Reaktionen erfolgen durchwegs bei Temperaturen zwischen 400 und 750 C also weit unterhalb des Sehmelzpunktes von Silber (960 C).
Zur Zerstörung von Silberleitern können ferner aueh Sulfide, Chloride und Bromide als reduzierbare Substanzen mit Zinn, An timon und Blei als Reduktionsmittel zusam menwirken. Gewisse Reaktionen können unter Umstän den dadurch erleichtert und beschleunigt wer den, dass den Reaktionsstoffen Katalysatoren beigemischt werden.
Electrical fuse with metallic conductor. In the case of fast-acting fuses, silver has hitherto been mainly used for the clay ladder. The silver has the advantage of not oxidizing, but its melting point is so high that such fuses could only be loaded with a considerably lower continuous current than their smallest melting current (limit current). For example, the smallest melting current of a 6 amp. Fuse is between 9 and 11.4 amps.
In consideration of their warming, they should only be continuously loaded with a maximum of 6 Amp.
In addition, slow fuses were developed in which the melting point of the fusible conductor, which was reduced by alloy formation (e.g. by applying tin to silver), was mainly used in order to achieve longer melting times in the event of overloads. Although such fuses behave more favorably in terms of heating than fuses of the type mentioned at the beginning, they do not allow a long-term load capacity up to the limit current as they age prematurely due to crystal formations and alloy formations under constant loads near the limit current then melt off prematurely after only a short period of use.
A new type of fuse has now been developed which allows a permanent load up to the limit current.
The fuse according to the invention with a metallic conductor is characterized in that a non-metallic substance is arranged at the point of the conductor provided for the interruption, which undergoes a chemical reaction below the melting temperature of the conductor, which destroys the conductor and thus interrupts the current causes.
The destruction can be effected by exothermic or endothermic chemical reactions be such. B. by the applied mass itself reacts with the metal of the conductor by destroying the same or by substances are released from the mass by chemical reaction that bil with the metal of the conductor a lower melting alloy or destroy it in turn by chemical action.
However, it has been found that, despite the use of orders which begin to react at a very specific temperature, certain fluctuations can occur with regard to the destruction of the conductor, which z. B. may be due to the fact that the reaction sometimes begins at the transition from the bare conductor to the part covered. Inaccuracies in the manufacture of the conductors that are practically unavoidable (e.g. from fine silver sheet metal strips) have also proven to be the reason for inaccuracies in the response of the fuse.
It has been found that these inaccuracies are eliminated by cross-section reductions, for example through perforations, on the sections of the metallic conductor that are covered or sheathed by the application compound and, moreover, through the formation of these cross-sectional reductions, especially by their size, the destruction time as desired and can be finely regulated. Such a cross-sectional reduction can be, for. B. can be achieved by a single round or angular punching. But it can also z. B. several holes may be provided, the destruction time of the conductor not only depends on the size of the holes, but also on their distance.
If only one hole is provided, however, this usually has the advantage that the reaction time can be set more precisely because a hole can be made exactly in the heat center, whereby an undesirable onset of the reaction at or near the edge of the Job can be switched off with greater security.
The cooling effect of the order makes see until the beginning of the action, and the narrowing of the scatter during triggering allows due to the elimination of the otherwise existing inaccuracies through edge reactions and the like an increase in the continuous load up to the cable load limit.
To reduce the response time at high short circuits of such a fuse, in which the head z. B. consists of silver, you can also apply cross-section reductions outside of the order mentioned, so that in the event of short-circuit-like overloads, the destruction of the conductor can also occur by melting at the tapered point.
The drawing illustrates various embodiments of the fuse according to the invention.
Fig. 1 shows a schematic representation of a clay ladder A, consisting of a fine silver sheet strip, which has in its center a C'cover B applied on all sides over a length of about 4 to 6 mm made of a reactive material, in the middle of which the conductor has a round Hole C is provided as a cross-section reduction.
Fig. '' And 3 show a conductor A, which carries two square cutouts D on both sides of a flat bend F in the middle. In the knee joint F the reactive material G is attached.
FIG. 1 shows, in addition to an arrangement according to FIG. High to the side of the order B, cross-section reductions h.
As in the above-mentioned reacting substances come such. B. Consider 1. Iodine-5-olyd is made into a paste with the necessary amount of carbon disulfide and brought to the ladder. After you have started, the mass is surrounded with a dielectric-sealing ceramic putty and hardened in the oven at 1.20.
\ '. Iodic acid is pressed onto the conductor in small portions and finely poured into a thin-walled glass tube, which is closed at the ends with a high-melting cement.
3. Lead iodide is finely mixed with potassium iodide and sodium chloride and applied to the conductor as a liquid tendon bead using a dipping process.
4. Potassium hydroxide and sodium hydroxide are melted together and placed on the ladder, which is not made of fine silver, using the rope process. Afterwards, the heavily liv011roscopic hate is surrounded with a putty that is thickly thrown up.
5. The conductors are covered in the middle with a paint that melts at about 150. Afterwards, a thin-walled glass tube is placed over it, which contains elemental iodine or phosphorus inside. The two ends are well sealed with cement.
6. Triphenyl tin fluoride is applied to the conductor.
7. Iodeosin is o-ebraeht on the conductor with a binder and coated with a ceramic putty.
B. Thiolrurea is finely mixed with a solid binder and pressed onto the conductor in pill form. The mass is coated with a ceramic mass in the rope process and hardened in the oven at 105 ° C.
9. Lead oxide, bismuth oxy d and antimony sulfide or charcoal etc. are thoroughly rubbed together and placed on the ladder with putty. Afterwards the crowd will with. surrounded by a cement and hardened.
The destruction of the conductor, which mostly consists of silver, takes place in these cases as indicated below: ad 1. The iodine-5-oxide decomposes thermally, connecting the components to the conductor and breaking it down.
ad 2. The iodic acid chemically decomposes the conductor with the formation of iodates and iodites.
ad 3. The halogens are thermally split off, whereby they connect with the conductor. The separated metals also alloy the conductor.
ad -I. The hydroxides formerly dissolve the conductor.
ad 5. Yodides or phosphides are formed on the conductor and cause the destruction.
ad 6. Fluorine and tin are set free as a result of thermolves, whereby they connect to the conductor and destroy it.
ad 7. Iodeosine is thermally broken down. Iodides form on the conductor and destroy it.
ad B. The sulfur split off at a certain temperature forms sulphides with the metal of the conductor, which disrupts the conductor zer.
acl 9. Lead oxide and bismuth oxide are reduced by the charcoal or the antimony sulphide. The resulting lead and bismuth destroy the conductor.
These reactions always take place at temperatures between 400 and 750 C, i.e. well below the melting point of silver (960 C).
To destroy silver conductors, sulfides, chlorides and bromides as reducible substances can also work together with tin, antimony and lead as reducing agents. Certain reactions can, under certain circumstances, be facilitated and accelerated by adding catalysts to the reactants.