DE1763398C3 - Schmelzsicherung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmelzsicherung, mit zwei mittels eines Schmelzpfropfens verbundenen Stromleitern, von denen wenigstens einer als eine Stromwicklung ausgebildet ist und wobei beim Überschreiten eines bestimmten Schwellenwertes für einen die Leiter durchströmenden elektrischen Strom die Stromverbindung infolge mechanischer Rückfederung nach Durchschmelzen des Schmelzpfropfens unterbrochen wird.

Eine derartige Schmelzsicherung ist aus der Zeitschrift Bulletin des Schweizerischen Elektrotechnischen Vereins 1962, S. 589 bekannt. Derartige Konstruktionen von tragen Schmelzsicherungen sind so ausgebildet, daß in einem Isolierrohr zwei stromleitende Zugfedern miteinander durch einen Schmelzpfropfen verbunden sind. Wenn beim Erreichen eines bestimmten Heizgrades der Schmelzpfropfen durchschmilzt, wird die Stromdurchführung infolge der Rückfederung der vorgespannten Federn in eine Gleichgewichtslage unterbrochen.

Bei derartigen Schmelzsicherungen besteht die Gefahr, daß bei Erhitzung des Schmelzpfropfens durch die Wärmeentwicklung infolge des Stromes in den Zugfedern bei plötzlicher Überhitzung ein Verlust an Federkraft auftritt, wodurch die Federn nicht oder in ungenügendem Maße wirken. Wenn solche Schmelzsicherungen für kleinere Durchschmelzströme hergestellt werden, vergrößert sich diese Gefahr, weil für das an sich schon schwierige Wickeln kleiner Zugfedern Drahtarten mit hohem spezifischem Widerstand gewählt werden müssen. Die Materialwah! wird außerdem durch die Forderung beschränkt, daß solche Drähte mit niedrig schmelzenden Legierungen verlötet werden müssen.

Materialien, welche beiden Forderungen gerecht werden, haben jedoch den Nachteil, daß daraus hergestellte Federn bei ziemlich niedrigen Betriebstemperaturen ihre Federkraft verlieren.

Zum Stand der Technik zählt weiterhin ein rücklötbarer Sicherungswiderstand (DT-GM 18 74 870), bei welchem ein Draht sowohl unter Vorspannung gehalten wird als auch den Strom führt. Das elastische Organ und das stromleitende Organ sind funktionell nicht voneinander getrennt. Bei dieser bekannten Sicherung entstehen, bei Ausführungen für geringe Durchschmelzströme in den Wärmeleitern Wärmeverluste, wodurch der Schmelzpfropfen nicht rasch auf Schmelztemperatur gebracht werden kann. Hierdurch ergibt sich eine Unsicherheit bezüglich des Durchschmelzbereichs die-

ser bekannten Sicherung. Diese bekannte Schmelzsicherung benötigt einen relativ hohen Raum.

Es sind weiterhin Ausbildungen bekannt, bei denen in trägen Schmelzsicherungen die angewendete stromleilende Zugfeder elektrisch mit einem elastischen Draht

aus einem gut leitenden Material überbrückt ist, der in

der Hauptsache an der Stromführung beteiligt ist und

somit eine Beschädigung der Feder durch Erhitzung vermeidet (DT-PS 6 93 608 und DT-PS 4 70 019).

Die Lösungen gegen die Federkraftverlust verteuern jedoch die Hersteilung.

Als Stand der Technik ist weiterhin eine Schmelzsicherung bekannt (NL-PS 24 518), bei der ein Schmelzdraht, der aus zwei durch einen Schmelzpfropfen verbundenen Teilen besteht, durch eine nicht stromleitende Druckfeder vorgespannt ist. Da jedoch die Stromleiter hier mit dem Federelement nicht verbunden sind, besteht bei dieser Ausbildung eine ungenügend rasche Wärmezufuhr von dem Leiter nach dem Pfropfen infolge der Wärmeverluste in dem Stromleiter.

Es handelt sich hierbei um eine besonders träge Sicherung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schmelzsicherung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche unter Berücksichtigung raumsparender Formgebung bei geringen Durchschmelzströmen funktionssicher arbeitet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Schmelzsicherung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die ober jede Stromwicklung um ein

zugehöriges elastisches Organ angeordnet ist, das die mechanische Rückfederung bewirkt, wobei die oder jede Stromwicklung in bezug auf das zugehörige elastische Organ elektrisch isoliert ist. Bei der Schmelzsicherung nach der Erfindung sind also elastische Organe und stromleitende Organe elektrisch voneinander getrennt. Dadurch ist die Wahl des Materials im Hinblick auf elastische Eigenschaften nicht mehr mit der im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften gekuppelt. Es ergibt sich der Vorteil einer Sicherung, welche bei guten Federeigenschaften sehr geringe Abmessungen aufweist. Die Gedrängtheit der Sicherung nach der Erfindung ist speziell sehr vorteilhaft für die Anwendung bei gedruckten Schaltungen.

Bei der Sicherung nach der Erfindung werden die Stromwicklungen um die elastischen Organe herum angeordnet. Dadurch können die elastischen Organe als Wärmespeicher für die ab den Strornwicklungen verbreitete Wärme dienen, wodurch eine zweckmäßige und raschere Erhitzung am Schmelzpfropfen erfolgen kann.

Bei der Schmelzsicherung nach der Erfindung sind die elastischen Elemente im Isolationsmaterial befestigt, das mit dem Gehäuse der Schmelzsicherung einstückig ausgebildet ist; die freien Enden dieser elastischen Organe werden durch einen Schmelzpfropfen zusammengehalten. Die elastischen Organe bestehen aus einem Kern elastischen Materials, das vorzugsweise

eine schlechte Wärmeleitfähigkeit und eine niedrige spezifische Wärme besitzt, z. B. rostfreier Stahl.

Der Kern ist gegebenenfalls durch eine aus Lack oder Kunststoff besiehende Isolierschicht umgeben. Die Stromwicklungen lassen sich dadurch erhalten, daß die elastischen Elemente vorher mi! einem dünnen Leiter, z. B. einem gelackten Draht, der beispielsweise aus einer Kupfer-Nickel-Legierung hohen spezifischen Wiederstands hergestellt ist, umwickelt werden.

Die Stromwicklungen können weiterhin durch eine thermische Behandlung, erforderlichenfalls durch Zusatz von Lack oder Leim mit den elastischen Organen zu einem festen Ganzen vereinigt werden. Indem die freien Enden der Stromwicklung derart an Anschlußklemmen des Gehäuses der Schmelzsicherung befestigt werden, daß diese Klemmen elektrisch gegen die Stützpunkte der elastischen Organe isoliert sind, wird in einfacher Weise gewährleistet, daß die elastischen Organe zu dem Stromtrdnsport der Schmelzsicherung nicht beitragen.

Die Vorteile der Schmelzsicherung nach der Erfindung bestehen darin, daß man für das Material und die Formgebung eine größere Auswahl hat, während sich die Herstellungsmethoden variieren lassen. So braucht erfindungsgemäß der elastische Kern nicht aus leitendem Material in Form eines Drahtes oder Bandes bestehen, sondern kann aus isolierendem Material hergestellt sein, z.B. aus einer Glasfaser bzw. aus mehreren, zu einem Bündel vereinigten Glasfasern.

Weiterhin braucht der elastische Kern nicht mit der Schmelzlegierung des Schmelzpfropfens verlötet zu werden. Dieser Schmelzpfropfen kann beispielsweise zwei Stellen der Stromwicklungen miteinander verbinden. Gemäß der Erfindung können die Stromwicklungen aus zwei oder mehreren dünnen Leitern nebeneinander aufgebaut werden, wodurch der Vorteil einer größeren Biegsamkeit und eines verhältnismäßig geringen Widerstands erzielt wird.

Man kann nach einem anderen Merkmal der Erfindung anstatt einer gesonderten, um einen elastischen Kern angeordneten Stromwicklung auch einen geätzten Leiter auf einer den elastischen Kern umgebenden Kunststoffisolation benutzen. In dieser Weise kann die Schmelzsicherung nach der Erfindung vorteilhafterweise für gedruckte Schaltungen angewendet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Schmelzsicherung nach der vorliegenden Erfindung mit zwei durch Stromleiter umwickelten elastischen Organen;

F i g. 2 eine Schmelzsicherung mil Anzeigekontakt;

Fig. 3 eine Schmelzsicherung gemäß der Erfindung, die insbesondere für Vorrichtung mit gedruckter Schaltung gedacht ist;

F i g. 4 eine Schmelzsicherung gemäß der Erfindung, deren Form sich zum Einbau in eine Zylinderröhre aus elektroisolierendem Werkstoff eignet;

Fi g. 5 eine Schmelzsicherung nach der vorliegenden Erfindung, bei der das elastische Element die Form einer Zugfeder hat.

Nach Fig. I sind in dem Gehäuse I die Anschlußklemmen 2 und die elastischen Organe 3 befestigt. Die elastischen Organe sind mit Stromwickltingcn 5 umgeben, deren Enden 4 mit den Klemmen 2 verbunden sind. Der Schmelzpfropfen 6, der die Wicklungen 5 leitend verbindet, hält die elastischen Organe zusammen. Abhängig von der Größe des Stromes und der Umgebungstemperatur wird die Sicherung am Schmelzpfropfen unterbrochen. Bei plötzlich sehr großen Strömen wird der Strom infolge des Durchschmelzens der Enden 4 unterbrochen, was bei solchen Ausführungsformen eine zusätzliche Sicherung ist.

Fig. 2 zeigt eine Schmelzsicherung, versehen mit einem Anzeigekontakt, bei dem das leitende elastische Organ 3 durch einen dünnen Leiter 7 gespannt gehalten wird, der die Anschlußklemme 2 mit dem Schmelzpfropfen 6 mit dem Ende der Stromwicklung verbindet. Die Stromwicklung 5 ist gegen das elastische Organ 3 isoliert.

Schmilzt der Schmelzpfropfen 6 durch, so verbindet das leitende elektrische Organ 3 leitend die Hilfskontakte 8, wodurch z. B. eine Alarmvorrichtung erregt wird.

F i g. 3 zeigt eine Schmelzsicherung, die insbesondere für Vorrichtungen mit gedruckter Schaltung gedacht ist. Das elastische Organ 3, versehen mit einer Stromwicklung 5, ist in einer Montageplatte 9 mit gedruckter Schaltung 10 eingeklemmt. Der Schmelzpfropfen 6 verbindet die Stromwicklung 5, die derart bemessen ist, daß sie einen für den Kreis geeigneten Widerstand hat, mit der gedruckten Schaltung 10 und spannt auch das elastische Organ 3.

Die Schmelzsicherung nach F i g. 4 besitzt eine Form, die sich insbesondere zum Einbau in eine zylindrische Röhre aus elektroisolierendem Werkstoff eignet. Ein Gehäuse 1 aus z. B. wärmebeständigem Kunststoff umfaßt Anschlußklemmen und die elastischen Organe 3. Der Schmelzpfropfen 6 verbindet die Stromwicklung 5 und spannt die elastischen Organe 3. Das Gehäuse 1 ist durch eine Zylinderröhre 11 umgeben, die mit den Anschlußklemmen verlötete metallische Kappen 12 aufweist.

F i g. 5 zeigt eine Schmelzsicherung, bei der ein elastisches Organ 3, umgeben durch eine Stromwicklung 5, in Form einer Zugfeder angeordnet ist. Die Zugfeder ist in einem Gehäuse 1 verankert und wird durch einen Leiter 7 gespannt, der durch den Schmelzpfropfen 6 leitend mit der Stromwicklung 5 verbunden ist. Das Schmelzorgan ist in einer Röhre 11 aus elektroisolierendem Werkstoff untergebracht, der leitende Kappen 12 trägt.

Indem einmal die elastischen Organe und die leitenden Organe getrennt sind und zum anderen dennoch durch das Umwickeln für ein mechanisch zusammenhängendes Ganzes gesorgt ist, wird eine Schmelzsicherung erhalten, die sich durch eine optimale Materialwahl auszeichnet sowohl hinsichtlich der elastischen Eigenschaften als auch der gewünschten elektrischen Eigenschaften. Es wird eine äußerst zuverlässige und reproduzierbare Stromsicherung geschaffen, die gedrängt und solide ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schmelzsicherung mit zwei mittels eines Schmelzpfropfens verbundenen Stromleitern, von denen wenigstens einer als eine Stromwicklung ausgebildet ist und wobei beim Überschreiten eines bestimmten Schwellenwertes für einen die Leiter durchströmenden elektrischen Strom die Stromverbindung infolge mechanischer Rückfederung nach Durchschmelzen des Schmelzpfropfens unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Stromwicklung (5) um ein zugehöriges elastisches Organ (3) angeordnet ist, das die mechanische Rückfederung bewirkt, wobei die oder jede Stromwicklung (5) in bezug auf das zugehörige elastische Organ (3) elektrisch isoliert ist.

2. Schmelzsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes elastische Organ (3) aus elektrisch schlecht leitendem Material hergestellt ist.

3. Schmelzsicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Stromwicklung (5) in Form eines geätzten Musters auf dem zugehörigen elastischen Organ ausgeführt ist.