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Schmelzsicherung Die Erfindung betrifft einen neuen Weg in der Ausbildung
von Schmelzsicherungen. Der Schmelzleiter der Schmelzsicherung erhält in an sich
bekannter Weise eine metallische Brücke aus einem Baustoff, dessen Schmelzpunkt
niedriger ist als der des übrigen Schmelzleiters. Erfindungsgemäß ist an der Brücke
ein Wirkstoff angebracht, der beim Ansprechen der Sicherung mit dem Brückenbaustoff
eine chemische Reaktion eingeht.
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Es sind bereits träge Schmelzsicherungen bekannt, bei denen der Schmelzleiter,
der aus .Silber oder aus versilbertem Kupfer besteht, unmittelbar mit einem Auftrag
aus Selen oder Tellur versehen ist. Durch die Verwendung dieses Wirkstoffes läßt
sich die Alterungsfestigkeit und die Zuverlässigkeit des Arbeitens steigern. Schmelzsicherungen
mit einem solchen unmittelbaren Auftrag des Wirkstoffes haben keine große Trägheit.
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Die Schmelzsicherung gemäß der Erfindung ist mit Vorteil als träge
Niederspannungssicherung zu verwenden. Im Vergleich zu den bekannten trägen Schmelzsicherungen,
bei denen der aus Kupfer oder versilbertem Kupfer bestehende Schmelzleiter unmittelbar
mit einem Auftrag von Selen oder Tellur versehen ist, ist durch die Verwendung der
aus niedrigschmelzendem Baustoff bestehenden Brücke die Trägheit der Schmelzsicherung
wesentlich gesteigert. Während bei Nichtvorhandensein des Wirkstoffes auf der Brücke
die Gefahr besteht, daß beim Ansprechen der Schmelzsicherung eine flüssige Brücke
stehenbleibt, ist dies durch die Gegenwart des Wirkstoffes ausgeschlossen, da der
Wirkstoff die flüssig gewordene Brücke zerstört. Dazu kommt noch, daß sich die Schmelzsicherung
gemäß der Erfindung durch eine nahezu völlige Alterungsfreiheit auszeichnet. Dies
ist darauf zurückzuführen, daß der Schmelzleiter sofort unterbricht, wenn der Brückenbaustoff
seine Schmelztemperatur erreicht. Die chemische Reaktion des Wirkstoffes mit dem
Brückenbaustoff ist günstiger als die chemische Reaktion des Wirkstoffes mit einem
nur aus Kupfer oder versilberten Kupfer bestehenden Leiter. Sie setzt in dem Augenblick
des Flüssib werdens des Brückenbaustoffes ein und führt eine sofortige Unterbrechung
des Schmelzleiters herbei. Die erfindungsgemäße Schmelzsicherung läßt sich auch
so bauen, daß sie eine äußerst niedrige Betriebstemperatur besitzt. Da die Sicherung
plötzlich abschaltet, kann der Schmelzleiter verhältnismäßig dick ausgebildet werden.
Ein solcher Schmelzleiter hat einen niedrigen Eigenverbrauch und kleine Betriebserwärmung.
Man kann auch die Schmelzsicherung gemäß der Erfindung als Hochspannungssicherung
verwenden. Durch geeignete Wahl des Brückenbaustoffes und des Wirkstoffes läßt sich
erreichen, daß die chemische Reaktion exotherm verläuft, so daß die frei werdende
Energie das Auftrennen des Schmelzleiters auf einer großen Strecke unterstützt und
somit den Abschaltvorgang zeitlich verkürzt. Bei einer solchen Ausbildung des Schmelzleiters
lassen sich Hochspannungssicherungen bauen, die in der Lage sind, auch niedrige
Überströme einwandfrei zu unterbrechen, was bei den bekannten Hochspannungssicherungen
bisher Schwierigkeiten bereitet hat.
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An Schmelzsicherungen ist es bereits bekannt, den aus Kupfer oder
Silber bestehenden Schmelzleiter mit einer Brücke aus Zinn, Zink oder Blei zu versehen.
Solche Schmelzsicherungen neigen zu einer unerwünschten Alterung. Bei Erwärmung
des Schmelzleiters tritt eine Diffusion des Brückenbaustoffes in dem Grundbaustoff
ein. Mit der Zeit ergeben sich je nach der Vorbelastung verschiedene Abschalteigenschaften
der Schmelzsicherung. Auch ist es bekannt, an Schmelzsicherungen den Schmelzleiter
mit einem Wirkstoff wie Schwefel, Selen, Tellur zu versehen, der mit dem Schmelzleiter
eine chemische Reaktion eingeht. Dieser Wirkstoff ist bisher unmittelbar auf den
aus Silber oder Kupfer bestehenden Schmelzleiter aufgetragen worden. Schmelzleiter
mit einem solchen unmittelbar auf sie aufgetragenen Wirkstoff neigen auch zu einer
Alterung.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Von der Schmelzsicherung ist lediglich der Schmelzleiter in zwei Ansichten (F i
g. 1 und 2) dargestellt. Der Schmelzleiter 1 besteht aus Silber oder Kupfer. In
der Regel wird Kupfer verwendet, dessen Oberfläche versilbert ist. Etwa in der zwischen
seinen Enden liegenden Mitte ist er mit einer Brücke 2 versehen. Die Brücke 2 besteht
aus einem Baustoff, dessen Schmelzpunkt niedriger ist
als der des
übrigen Schmelzleiters. Als Baustoff wird vorzugsweise Zinn, Zink oder Blei verwendet.
Die Brücke 2 kann in beliebiger Weise in den Schmelzleiter 1 eingesetzt sein. Wie
die Zeichnung zeigt, stoßen die Enden der Brücke stumpf an die benachbarten Enden
des Schmelzleiters. Dies kann durch Einwalzen des Brückenbaustoffes in den Schmelzleiter
erreicht werden. Die Brücke kann auch mit ihren Enden die Enden des Schmelzleiters
überlappen oder zwischen abgewinkelten Schmelzleiterenden eingesetzt sein, wobei
in beiden Fällen zum Befestigen ein Schweißverfahren angewendet wird. Erfindungsgemäß
ist an der Brücke ein Wirkstoff 3 angebracht, der beim Ansprechen der Schmelzsicherung
mit dem Brückenbaustoff eine chemische Reaktion eingeht. Unter Umständen ist es
erwünscht, daß die chemische Reaktion exotherm verläuft. Als Wirkstoff kann Schwefel,
Selen oder Tellur verwendet werden. Durch Wahl des Brückenbaustoffes und des Wirkstoffes
läßt sich die Reaktionstemperatur festlegen, so daß ein plötzliches Unterbrechen
des Schmelzleiters beim Ansprechen der Schmelzsicherung gewährleistet ist.
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Im folgenden ist die Wirkungsweise einer Schmelzsicherung gemäß der
Erfindung dargelegt, bei der die Brücke aus Zinn und der aufgetragene Wirkstoff
aus Schwefel besteht. Erreicht der Strom in dem Schmelzleiter eine solche Größe,
daß die Schmelzsicherung anspricht, so schmilzt zuerst der Schwefel. Das Zinn selbst,
auf dem sich der flüssige Schwefel befindet, wird vom Schwefel nicht angegriffen.
Die Silberschicht des Schmelzleiters wird durch die Schwefeldämpfe kaum angegriffen.
Im Augenblick des Flüssigwerdens des Zinns tritt eine chemische Reaktion ein, die
nahezu schlagartig stattfindet. Der Vorgang verläuft gering exotherm. Es entsteht
eine nichtleitende oder nur gering leitende Verbindung. Dadurch wird die Brücke
unterbrochen und der Abschaltvorgang eingeleitet.
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Ähnlich verläuft die Wirkung, wenn die aus Zinn bestehende Brücke
mit einem Selenauftrag versehen ist. Da die Schmelzpunkte beider Stoffe nahe beieinanderliegen,
greift Selen den Kupferschmelzleiter vor dem Flüssigwerden der Zinnbrücke nicht
an. Die chemische Reaktion verläuft unter noch heftigerer Wärmeabgabe als bei der
Zinn-Schwefelverbindung.
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Wird die Schmelzsicherung gemäß der Erfindung als Niederspannungssicherung
ausgebildet, so ist es vorteilhaft, die Zinnbrücke mit einem Schwefelauftrag zu
versehen. Der Schmelzleiter wird wie üblich hierbei in einem Keramikkörper untergebracht,
der mit Löschmittel, z. B. Sand, gefüllt ist. Wird die Schmelzsicherung gemäß der
Erfindung als Hochspannungssicherung verwendet, so ist es zweckmäßig, den Schmelzleiter
mit einer langen Zinnbrücke zu versehen und auf die Zinnbrücke Selen als Wirkstoff
aufzutragen. Die bei der chemischen Verbindung entstehende große Energie unterstützt
besonders das Auftrennen des Schmelzleiters. Durch das plötzliche Umwandeln der
langen Brücke in eine chemische Verbindung entsteht rasch eine genügend lange Trennstrecke
in dem Schmelzleiter, so daß das Unterbrechen von niedrigen Überströmen ohne allzu
große thermische Belastung der Schmelzsicherung stattfindet.