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Patronenkörper für Schmelzsicherungen ohne Füllmittel Schmelzsicherungen
bestehen im allgemeinen aus einem Patronenkörper, welcher den eigentlichen Schmelzeinsatz,
d. h. den oder die Schmelzleiter, enthält, der bei den üblichen Sicherungen innerhalb
dieses Patronenkörpers von einem kompaktierten Füllmittel, z. B. Quarzsand, umgeben
ist. Die Herstellung solcher Schmelzsicherungen ist infolge des besonderen Einbringeris
des Füllrnittels zeitraubend. Auch entstehen Abweichungen von einer gewünschten
Ansprechcharakteristik, wenn das Füllmittel nicht gleichmäßig kompaktiert ist.
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Ferner ist die Herstellung solcher Sicherungen infolge der Einbringung
des Füllmittels mit nicht unerheblichen Kosten verknüpft. Man ist daher bestrebt,
die Herstellung solcher Sicherungen zu vereinfachen. Zu diesem Zweck wurde bereits
vorgeschlagen, den eigentlichen Schmelzleiter unmittelbar in den Patronenkörper
einzubringen und mit diesem zu brennen.
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Es sind bereits Schmelzeinsätze bekanntgeworden, die als auswechselbare,
die Schmelzleiter enthaltende Einheiten in die eigentlichen völlig geschlossenen
Sicherungs- bzw. Patronenkörper eingesetzt werden. Diese Schmelzeinsätze wurden
aus dem üblichen körnigen Löschmittel, d. h. dem üblichen Füllmittel, z. B. Quarzsand,
hergestellt, wobei die einzelnen Körner durch ein Bindemittel, wie, Wasserglas,
Gips, miteinander vereinigt wurden. Abgesehen davon, daß es bei einem so ausgeführten
Schmelzeinsatzkörper nicht möglich ist, miteinander in Verbindung stehende Hohlräume
zu erzielen, so ist ein solcher Einsatz schwierig in der Herstellung und bedingt
die Anwendung eines besonders ausgebildeten, den Einsatz aufnehmenden Sicherungskörpers.
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Der Erfindung liegt nun die Schaffung eines Patronenkörpers für Schmelzsicherungen
zugrunde, der in seiner Herstellung einfach ist und eine Erhöhung der Abschaltleistung
gestattest. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Patronenkörper
selbst so ausgebildet ist, daß er zahlreich miteinander in Verbindung stehende Hohlräume
enthält, die beim Abschmelzen des Schmelzleiters für die dabei entstehenden Gase
als Filter und als Druckausgleich wirken, d. h. daß der Hohlkörper z. B. porös ist,
bzw. einen Schaumkörper darstellt. Diese Hohlräume wirken wie die Hohlräume, die
bei den üblichen geschlossenen Sicherungen dadurch entstehen, daß zwischen den einzelnen
Körnern des Füllmittels Luft-bzw. Hohlräume bestehen. Die Hohlräume haben den Zweck,
daß der Werkstoff des Schmelzleiters infolge der bei der Schmelzung entstehenden
Explosionswirkung in diese Hohlräume gedrückt wird. Es besteht hierbei ebenfalls
der Vorteil, daß die Hohlräume eine Art Druckkammer bilden, welche infolge des Druckanstieges
bei der Abschaltung die Unterdrückung des Lichtbogens begünstigen. Solche Sicherungen
haben demgemäß die Eigenschaft, höhere Leistungen abzuschalten, als wenn solche
Hohlräume nicht vorhanden sind.
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Für die Herstellung der Patronenkörper können verschiedene Werkstoffe
Verwendung finden. Man wird vorteilhaft, wie üblich, keramische Körper anwenden,
die in diesem Falle so hergestellt werden, daß Ausgangsstoffe einer entsprechenden
Körnung verwendet werden. Je nach der Größe der Körnung entstehen nach dem Brennen
mehr oder weniger große Hohlräume.. Beim Brennen des keramischen Patronenkörpers
nach der Erfindung sintern die körnigen Materialien an ihren Grenzflächen zusammen
und bilden die erwähnten labyrinthartigen Hohlräume. Es wird daher praktisch dieselbe
Wirkung erzielt wie bei den bekannten Sicherungen mit Füllmittel. Die Patronenkörper
können auch so hergestellt werden, daß der keramische Stoff vorgebrannt und zerkleinert
wird und die zerkleinerten Teile entsprechender Körnung in der Form der Sicherungskörper
gepreßt nachgebrannt werden.
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Die Patronenkörper oder Teile davon können auch dadurch hergestellt
werden, daß die Hohlräume beim Brennen durch Gasbildung mit Hilfe gastreibender
Mittel erzeugt werden.
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Für gewisse Zwecke kann -es von Vorteil sein, wenn der ganze Patronenkörper
mit solchen Hohlräumen durchsetzt ist. Hierbei wird der Schmelzleiter-Werkstoff,
für den ein oder mehrere Kanäle von etwa dem Querschnitt der Schmelzleiter vorgesehen
sind, bei einer Abschaltung infolge der dabei auftretenden Blaswirkung durch den
als Filter wirkenden Patronenkörper tiefer in den Körper eindringen. Legt man jedoch
Wert darauf, daß eine solche Druckwelle nicht nach außen dringen kann, dann wird
die Außenfläche des Patronenkörpers vorteilhaft nach außen abgeschlossen.
Dies
kann z. B. dadurch geschehen, daß seine Außenfläche mit einer Glasur versehen wird,
die eine völlige Abdichtung der Innenräume ermöglicht. Die Abdichtung kann auch
in anderer Weise geschehen, beispielsweise dadurch, daß die an die Außenflächen
des Körpers grenzenden Teile stärker gebrannt werden als die inneren Teile des Körpers
und demnach mehr zusammensintern und dichter gebrannt werden.
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Der Erfindungsgedanke ist jedoch nicht auf keramische Werkstoffe beschränkt,
er kann auch in gleicher Weise für andere Werkstoffe, beispielsweise in Verbindung
mit polymerisierbaren bzw. kondensierbaren Kunstharzmassen, benutzt werden.
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Um bei einer solchen Ausführungsform die vorstehend erläuterten Hohlräume
zu bilden, wird z. B. als Ausgangsstoff eine unvollständig kondensierte, gekörnte
Masse benutzt; die auf die gewünschte Form gepreßt und auskondensiert wird. Auch
hier kann je nach der Größe der Körnung des verwendeten Stoffes erreicht werden,
daß die Hohlräume mehr oder weniger groß sind und den verschiedenen Anforderungen
Rechnung getragen werden kann.
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Die Anwendung von Kunstharzmassen bringt den Vorteil mit sich, daß
der Lichtbogen bei der Anwendung von Massen, die einen geringen Anteil an Kohlenstoff
oder keinen Kohlenstoff im Molekül besitzen, durch die dabei frei werdenden Gase
unterdrückt wird. Hiermit läßt sich eine Erhöhung der Abschaltleistung erzielen,
wobei der Vorteil entsteht, daß infolge des Mangels an oder des Fehlens von Kohlenstoff
im Molekül der Masse der elektrische Widerstand der unterbrochenen Sicherung hoch
ist. Beispiele von kohlenstoffarmen Massen sind Harnstoffharze, Melamine und gewisse
Silikone. Beispiele von Massen, die praktisch keinen Kohlenstoff enthalten, sind
Maleinatharze und Silikone, bei deren Ausgangsmolekül alle Kohlensto-Eatome durch
Siliziumatome ersetzt sind.
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Schließlich können die Hohlräume der keramischen Körper oder der Körper
aus den üblichen Harzmassen mit Mitteln, z. B. wie vorstehend angegeben, versehen
werden, die auf den Lichtbogen unterdrückend wirken und nach der Abschaltung einen
hohen Widerstand ergeben.
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Gleichgültig aus welchem Werkstoff der Patronenkörper besteht, ist
es auch möglich, den die Hohlräume enthaltenden Körper besonders herzustellen und
in einen im wesentlichen keine Hohlräume enthaltenden Körper einzusetzen, so daß
auf diese Weise eine Abdichtung nach außen erfolgt, wobei die Möglichkeit besteht,
den inneren Teil der Sicherung auszuwechseln.
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Der für den oder die eigentlichen Schmelzleiter vorgesehene Kanal
bzw. die dafür vorgesehenen Kanäle werden vorteilhaft so ausgebildet, daß der Abstand
zwischen den Schmelzleitern und der Kanalwandung gering ist, so daß unerwünschte
Luftpolster in der unmittelbaren Nähe des Schmelzleitereinsatzes vermieden werden
und die Abschaltleistung hoch liegt.
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Die Vorteile; der Sicherung nach der Erfindung bestehen nicht allein
in der vereinfachten Herstellung, sondern auch darin, daß es ermöglicht wird, die
Abschaltleistung zu erhöhen, wodurch wiederum der Schmelzraum verkleinert werden
kann. Dies ist besonders für Mehrfachsicherungen von Vorteil, bei denen in einem
Patronenkörper gegebener Größe mehrere Schmelzkanäle vorgesehen sind.
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Eine weitere durch die Erfindung gegebene Möglichkeit besteht darin,
daß der Schmelzraum der mit Hohlräumen durchsetzten Patronenkörper wie bei den üblichen
Sicherungen ausgeführt und mit einem Füllmittel angefüllt wird, dem in Gegenwart
des Lichtbogens oder in Gegenwart von hohen Temperaturen gasabgebende und den Lichtbogen
unterdrückende Stoffe, z. B. der vorbezeichneten Art, beigegeben sind, daß also
eine Art Blaswirkung entsteht und bei der Abschaltung gebildete Gase durch den Hohlraumkörper
gefiltert und gehemmt nach außen dringen können. Es entsteht auch hierbei im Schmelzraum
ein hoher, die Abschaltung begünstigender Druck, der aber auf den Körper infolge
der Möglichkeit des Druckausgleichs nur eine verringerte Mehrbelastung auf die Patronenkörperwandungen
ausübt. Bei gegebenen Sicherungsabmessungen können daher die Wandungen des Körpers
schwächer ausgeführt werden. Durch den so vergrößerten Schaltraum läßt sich die
Schaltleistung wesentlich erhöhen.
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Sicherungen der letztgenannten Art können in der bekannten Weise mit
einem Verstärkungsmantel versehen werden, der hierbei vorteilhaft so ausgebildet
ist, daß die Schaltgase ungehindert entweichen können.