DE1932427A1

DE1932427A1 - Fuse

Info

Publication number: DE1932427A1
Application number: DE19691932427
Authority: DE
Inventors: Diemer Dr Fritz
Original assignee: Weber AG
Current assignee: Weber AG
Priority date: 1968-06-28
Filing date: 1969-06-26
Publication date: 1970-01-02
Also published as: FR2014391A1; NL6909906A

Description

Dr.-Ing.Holzhäuser 193?A97 _1IU ^₁ · _h Dr.-Ing.Holzhäuser 193? A97 _1IU ^ ₁ · _h Dipf.-Met. Goldbach . ■Dipf.-Met. Goldbach. ■

Patentanwalt· EB/noe/18.6.1969Patent attorney · EB / noe / 06/18/1969

OFFENBACH AM MAIN
Herrmtr. 37 · TtI. 88 5642 OFFENBACH AM MAIN
Herrmtr. 37 · TtI. 88 5642

Weber A.G., Fabrik elektrotechnischer Artikel und Apparate»Weber A.G., factory of electrotechnical articles and devices »

6020 Emmenbrücke (Schweiz)6020 Emmenbrücke (Switzerland)

SchmelzsicherungFuse

Schmelzsicherungen sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt; z.B. werden für"Niederspannungs-Hochleistungs-Sicherungen (NH-Sicherungen) Schmelzleiter verwendet, die in Sand eingebettet sind und mehrere parallel- oder serie-geschaltete Engstellen aufweisen, die unter vorbestimmten Ueberstrombedingungen, d.h. in Abhängigkeit von der Grosse des Ueberstromes nach einer bestimmten Verzögerungszeit schmelzen.Fuses are known in numerous embodiments; e.g. are used for "low-voltage high-performance fuses (NH fuses) Fusible conductors used in sand are embedded and several are connected in parallel or in series Have bottlenecks which under predetermined overcurrent conditions, i.e. depending on the size of the overcurrent melt after a certain delay time.

Die in Serie geschalteten Engstellen haben die Aufgabe, im Kurzschlussfall möglichst gleichzeitig durchzuschmelzen und so den auftretenden Lichtbogen in mehrere Teillichtbogen aufzuteilen. Parallel geschaltete Engste^llen haben eine Komutationsaufgabe. Die Formgebung der Engstellen ist einerseits bestimmt durch die Forderung, dass der an der Scbroelzstelle entstehende Lichtbogen sich möglichst rasch verlängern und erlöschen soll, und anderseits durch den gewünschten Trägheitsgrad der Sicherung. .Die Verlustleistung der Sicherung ist bestimmt durch ihren Eigenwiderstand» welcher im wesentlichen gegeben ist durch den Widerstand der .Engstellen in den Schmalzleitern. Mehrere Engstellen in Serie wirken sich günstig auf dim Löschung» aber ungünstig aufThe bottlenecks connected in series have the task of melting through as simultaneously as possible in the event of a short circuit and thus dividing the arc that occurs into several partial arcs. Narrows connected in parallel have a communication task. The shape of the bottlenecks is determined on the one hand by the requirement that the arc that occurs at the Scbroelz point should lengthen and extinguish as quickly as possible, and on the other hand by the desired degree of inertia of the fuse. The power loss of the fuse is determined by its inherent resistance, which is essentially given by the resistance of the narrow points in the narrow conductors. Several bottlenecks in series have a favorable effect on dim extinction "but unfavorably

die Verlustleistung aus. Das gleichzeitige Schmelzen von in Serie geschalteten Engstellen kann unabhängig von Kurzschlussstrom nur bei zwei symmetrisch zur Schmelzbandmitte angeordneten Engstellen einigermassen erreicht werden. Bei mehr als zwei Engstellen in Serie ist das gleichzeitige Durchschmelzen derselben für jeden möglichen Kurzschlusswert nicht mehr gewährleistet. Bei nur zwei Engstellen muss der Lichtbogen relativ viel Material am Schmelzleiter wegbrennen, um die für seine Löschung notwendige Länge zu bekommen. Die in der dafür benötigten Zeit entstandene Wärme in ■ der Sicherung kann dann zur Zerstörung ihrer die Schmelzgluten tragenden Teile führen.the power loss. The simultaneous melting of bottlenecks connected in series can only be independent of short-circuit current can be achieved to some extent with two constrictions arranged symmetrically to the center of the melt belt. If there are more than two bottlenecks in Series, the simultaneous melting of the same is no longer guaranteed for every possible short-circuit value. With only two The arc has to burn away a relatively large amount of material on the fusible link in order to achieve the length necessary to extinguish it receive. The heat generated in the fuse in the time required for this can then destroy the melt tubes lead load-bearing parts.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, die Verlustleistung der Schmelzsicherungen zu verringern unter Erhöhung der Löschsicherheit beim Ansprechen der Sicherung. Die Schmelzsicherung nach der Erfindung zeichnet sich hierzu aus durch mindestens einen elektrisch leitenden Hohlkörper, der zwei Gefässe aufweist, die über mindestens ein Röhrchen miteinander in Verbindung stehen, welches dimensioniert ist, um unter vorbestimmten Ueberstrombedingungen zu schmelzen, und durch ein im Hohlkörper enthaltenes Mittel, das beim Schmelzen des Röhrchens den an der Schmelzstelle entstehenden Lichtbogen ausbläst.The present invention aims to reduce power dissipation to reduce the number of fuses while increasing the extinguishing security when the fuse is triggered. The fuse according to the invention is characterized for this by at least one electrically conductive hollow body which has two vessels, which are connected to each other via at least one tube, which is dimensioned to operate under predetermined overcurrent conditions to melt, and by a means contained in the hollow body, which when the tube melts at the melting point blows out the resulting arc.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiela des Erfindungsgegenstandas dargestellt. Es ist:In the drawing are exemplary embodiments of the subject matter of the invention shown. It is:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer ersten NH-Sicherung;1 shows a perspective illustration of a first NH fuse;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer zweiten, in Längsrichtung geschnittenen NH-Sicherung;Fig. 2 is a perspective view of a second, NH fuse cut lengthways;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer dritten,3 shows a perspective illustration of a third,

nur teilweise in Längsrichtung geschnittenen J NH-SicherungiJ NH fuse, only partially cut lengthwaysi

„ Fig. 4 eine Ansicht einer vierten NH-Sicherung; und Fig. 5 ein Längsschnitt einer fünften NH-Sicherung.4 shows a view of a fourth NH fuse; and 5 shows a longitudinal section of a fifth NH fuse.

/ ² " 909881/1Ut/ ² "909881 / 1Ut

BAD ORJGiNALBAD ORJGiNAL

Die in Fig. 1 dargestellte Sicherung weist einen Hohlkörper 1 aus einem elektrisch gut leitenden Metall, z.B. Kupfer, 5ilber oder Aluminium auf. Der Hohlkörper 1 hat eine sanduhrähnliche Form, d.h. er besteht aus zwei symmetrischen Gefässen 2, die in Richtung ihrer Axe durch ein Röhrchen 3 miteinander verbunden sind.'Die Gefässe 2 haben zylindrische Mäntel 4 und ebene Böden 5. Die nicht dargestellte Fassung der Sicherung weist Kontakte auf, die beim Einsetzen der Sicherung in die Fassung mit den Mänteln 4 und/oder den Böden 5 in gut leitende Berührung kommen. Die Wandung des eine Engstelle des Querschnittes des Hohlkörpers 1 bildenden Röhrchens 3 ist wesentlich dünner als die Wandung der Gefässe 2. Bei Durchgang eines vorbestimmten Ueberstromes schmilzt das Röhrchen 3 nach der vorgesehenen Verzögerungszeit, bzw. bei Kurzschluss sofort.The fuse shown in Fig. 1 has a hollow body 1 made of a metal with good electrical conductivity, e.g. copper, 5 silver or aluminum. The hollow body 1 has an hourglass-like shape, i.e. it consists of two symmetrical vessels 2, which are connected to one another in the direction of their axis by a tube 3 sind.'Die Gefäß 2 have cylindrical jackets 4 and flat Bottoms 5. The version of the fuse, not shown, has contacts which, when the fuse is inserted into the socket the jackets 4 and / or the floors 5 come into good conductive contact. The wall of the tube 3, which forms a narrow point in the cross section of the hollow body 1, is significantly thinner than that Wall of the vessels 2. Upon passage of a predetermined overcurrent the tube 3 melts after the intended delay time or immediately in the event of a short circuit.

Um den beim Schmelzen des Röhrchens 3 entstehenden Lichtbogen rasch zu löschen, ist im Inneren des Hohlkörpers 1 ein unter Druck stehendes Gas, z.B. Schwefelhexafluorid (5Fg), enthalten. Wenn das Röhrchen 3 schmilzt, strömt das Gas aus der entstandenen Oeffnung nach aussen und löscht dadurch den Lichtbogen, und zwar'einerseits durch seine Blas- und Kühlwirkung und in gewissen Fällen noch zusätzlich durch eine spezifische, das Löschen begünstigende Reaktion mit dem Lichtbogen. Eine solche an sich bekannte, aber theoretisch noch nicht ganz geklärte Reaktion tritt bei Verwendung von SF, auf, indem dessen Löschwirkung unter sonst gleichen Druck-, Temperatur- und Mengenverhältnissen erheblich grosser ist als diejenige von z.B. komprimierter Luft.Around the arc created when the tube 3 melts To extinguish quickly, a gas under pressure, e.g. sulfur hexafluoride (5Fg), is contained in the interior of the hollow body 1. When the tube 3 melts, the gas flows out of the opening created and thereby extinguishes the arc, on the one hand through its blowing and cooling effect and in certain cases additionally through a specific one, that Extinguishing favorable reaction with the arc. Such a reaction, which is known per se but has not yet been fully explained in theory, occurs when SF is used, in that its extinguishing effect under otherwise identical pressure, temperature and quantity ratios is considerably greater than that of e.g. compressed Air.

Das Gas wird durch einon nicht dargestellten, kleinen Füllstutzen in den Hohlkörper 1 eingefüllt, worauf der Füllstuzzen abgesdhmolzen wird. Der. Hohlkörper 1 selbst kann auf beliebige Weise hergestellt werden, z.B'. unter V.erlötung von zwei oder drei gezogenen oder gepressten Teilen»,The gas is through a small, not shown Filler neck filled into the hollow body 1, whereupon the Füllstuzzen is removed. Of the. Hollow body 1 itself can be on any Manner, e.g. '. under V. soldering of two or three drawn or pressed parts »,

In Fig. 2 ist eine Sicherung gezeigt, deren Hohlkörper 1. aus drei Teilen zusammengesetzt ist. Die beiden Gefässe 2a habenIn Fig. 2 a fuse is shown, the hollow body 1. is composed of three parts. The two vessels 2a have

^; - 3 - 909881/1U1 ^; - 3 - 909881 / 1U1

wieder zylindrische Kontaktmäntel 4, aber kalottenförmige Böden Sa^- und einen Hals 6. Das Röhrchen 3 ist auf die Hälse 6 aufgeschoben und mit denselben verlötet. Der Hohlkörper 1 kann wieder 5F, enthalten und es ist klar, dass die Grosse der lichtan Qeffnung des Halses 6 und der Druck des Gases massgebend sind für dessen Austrittsgeschwindigkeit, bzw. Blaswirkung. Anstelle von Gas kann auch eine Flüssigkeit vorgesehen werden, welche in der Hitze des Lichtbogens unter Entwicklung eines hohen Druckes verdampft und dadurch eine starke Blaswirkung auf den Lichtbogen ausübt. Zusätzlich kann der entstehende Dampf eine spezifische Löschwirkung auf den Lichtbogen haben. Die Flüssigkeit kann im Hohlkörper^ gegebenenfalls unter Druck stehen, z.B. indem eine kleine Menge Druckgas 'in demselben mit enthalten ist. Das lichtbogenlöschende Mittel kann aber gegebenenfalls auch ein fester, z.B. granulat- oder pulverförmiger Stoff sein, der in der Hitze des Lichtbogens in Gase zerfällt, die denselben ausblasen und gegebenenfalls zusätzlich löschend wirken. Selbstverständlich muss nicht die ganze Flüssigkeit verdampfen oder der ganze feste Stoff in Gase zerfallen.again cylindrical contact jackets 4, but dome-shaped bottoms Sa ^- and a neck 6. The tube 3 is pushed onto the necks 6 and soldered to them. The hollow body 1 can again contain 5F, and it is clear that the size of the light opening of the neck 6 and the pressure of the gas are decisive for its exit speed or blowing effect. Instead of gas, a liquid can also be provided which evaporates in the heat of the arc with the development of a high pressure and thus exerts a strong blowing effect on the arc. In addition, the resulting vapor can have a specific extinguishing effect on the arc. The liquid can be under pressure in the hollow body, for example by containing a small amount of pressurized gas. The arc-extinguishing agent can, however, optionally also be a solid, for example granular or powdery substance, which decomposes in the heat of the arc into gases which blow out the same and optionally also have an extinguishing effect. Of course, not all of the liquid has to evaporate or the whole solid matter has to break down into gases.

Der Hohlkörper 1 der in Fig. 3 dargestellten Sicherung weist zwei etwa kugelförmige Gefässe 2b auf, die durch das Rohrchen 3 in gleicher Weise verbunden sind, wie die Gefässe 2a₍ von Fig. 2. Die Gefässe 2b weisen jedoch an ihren äusseren Enden Quetschstellen 7 auf, die als Kontaktmesser dienen, die mit entsprechenden Gegenkontakten von Fassungen üblicher Art zusammenarbeiten. Ein beim Zusammenquetsphen des entsprechenden, ur<- . sprünglichen Gefässteiles zwischen den Wänden der Quetschstelle entstehender Spalt 8 wird vorzugsweise durch Löten verschlossen.The hollow body 1 of the fuse shown in FIG. 3 has two approximately spherical vessels 2b, which are connected by the tube 3 in the same way as the vessels 2a ₍ from FIG which serve as contact blades that work together with corresponding counter-contacts of sockets of the usual type.A gap 8 that occurs between the walls of the pinch point when the corresponding, original part of the vessel is squeezed together is preferably closed by soldering.

Der mittlere Teil des Hohlkörpers 1 ist innerhalb eines Isolierrohres 9 angeordnet und der Zwischenraum zwischen Körper 1 und Rohr 9 ist mit Sand 10 gefüllt, um jede schädliche Einwirkung des Lichtbogens auf die Fassung mit Sicherheit zu vermeiden*The middle part of the hollow body 1 is arranged within an insulating tube 9 and the space between body 1 and tube 9 is filled with sand 10 in order to avoid any harmful effects of the arc on the socket with certainty *

Fig. 4 zeigt eine Sicherung', deren Hohlkörper 1 zwei alsFig. 4 shows a fuse ', the hollow body 1 as two

- ⁴ - 909881/114.1- ⁴ - 909881 / 114.1

Federbälge ausgebildete Gefässe 2c aufweist, die durch das Röhrchen 3 verbunden sind. Zur Kontaktgabe dienen in diesem Falle die' ebenen Böden 5 der Federbälge, die das lichtbogenlöschende Mittel enthalten. Die strichpunktiert angedeuteten Gegenkontakte 11 der Fassung umgreifen aber die Federbalg-EnHen und halten die Federbälge unter mechanischer Vorspannung, so dass beim Schmelzen des Röhrchens die Schmelz-Enden auseinandergerissen werden; der Lichtbogen wird dadurch verlängert und zugleich der Austritt eines gasförmigen oder flüssigen Lichtbogenlöschmittels gefördert. · ·Has bellows formed vessels 2c, which through the tube 3 are connected. In this case, the flat bottoms 5 of the spring bellows, which are the arc-extinguishing ones, serve to make contact Funds included. However, the mating contacts 11 of the socket, indicated by dash-dotted lines, encompass the bellows-EnHen and hold the Spring bellows under mechanical pretension, so that the melting ends are torn apart when the tube melts; the arc is thereby lengthened and at the same time the escape of a gaseous or liquid arc extinguishing agent is promoted. · ·

Fig. 5 zeigt eine Sicherung, deren Hohlkörper 1 zwei etwa zylindrische Gefässe 2d aufweist, die über je ein dünnes Röhrchen 3 mit einem zentralen, etwa kugelförmigen Gefäss 12 verbunden sind, wobei der ganze Hohlkörper 1 in bezug auf letzteres symmetrisch ist. Bei einer solchen Sicherung kommen die beiden Röhrchen 3 im Ueberstrom bzw, Kurzschlussfalle gleichzeitig zum Schmelzen, so dass anstelle eines einzigen Lichtbogens zwei entsprechend kleinere Teillichtbögen entstehen₈ die umso leichter durch das■im Hohlkörper 1 enthaltene Mittel gelöscht werden.5 shows a fuse, the hollow body 1 of which has two approximately cylindrical vessels 2d which are each connected via a thin tube 3 to a central, approximately spherical vessel 12, the entire hollow body 1 being symmetrical with respect to the latter. With such a fuse, the two tubes 3 melt in an overcurrent or short-circuit trap at the same time, so that instead of a single arc, two correspondingly smaller partial arcs are created ₈ which are all the more easily extinguished by the agent contained in the hollow body 1.

Es ist klar, das prinzipiell die Gefässe 2 auch durch zwei oder mehr parallel angeordnete Röhrchen 3 verbunden werden könnten oder dass man, etwa innerhalb eines Isalierrohres von länglichem Querschnitt,, zwei oder mehr parallele Hohlkörper, z.B. dar in Fig. 3 dargestellten Art, anordnen kann. Derartige Sicherungen wären aber sscht aufwendig und dürften daher wohl nur in Sonderfällen in Betracht kommen.It is clear that in principle the vessels 2 also through two or more tubes 3 arranged in parallel could be connected or that, for example, within an insulating tube of elongated cross-section ,, two or more parallel hollow bodies, e.g., of the type shown in Figure 3. Such backups would be very expensive and should therefore be only come into consideration in special cases.

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900881/1141900881/1141

BAD ORtQtNALBAD LOCATION

Claims

I.) Fuse, characterized by at least one electrically conductive hollow body (1) which has two handles (2) which are connected to one another via at least one row of tubes (3) stand, which is dimensioned to melt under predetermined overcurrent conditions, and by an in the hollow body Contains agent that blows out the arc created at the melting point when the tube melts.

2. Fuse according to claim 1, characterized in that the hollow body (1) contains a pressurized gas is.

3. Fuse according to claim 2, characterized in that that the gas, e.g. 3. 5F ,, not only blows out the arc, but also a specific, arc-extinguishing effect Has. . .

4. Fuse according to claim 1 »characterized in that the hollow body contains a liquid, exe evaporates through the heat of the arc, so that the vapor blows out the LicntDogen.

5. Fuse according to claim 4, characterized in that that the steam not only blows out the arc, but also has a specific, arc-extinguishing effect.

6. Fuse according to Claim 1, characterized in that that the hollow body contains a solid substance that breaks down in the heat of the arc into gases that create the arc blow out,

909881/1 m

BATH

7. Fuse according to claim 6, characterized in that that the gases not only blow out the arc, but have a specific, arc-extinguishing effect.

8. Fuse according to claim 1 or one of the claims' 2-7 »characterized in that the two vessels (2, 2a, 2b, 2c) are connected by a single tube.

9. Fuse according to claim 8, characterized in that the grinding body (1) has an hourglass-like shape (Figs. 1,2,4).

ID. Fuse according to Claim 8, characterized in that that the two vessels (2a, 2b, 2c) each have a neck (6) and that the tube (3) is pushed over the two necks and is soldered to the same (Fig. 2, 3, 4).

11. Fuse according to claim 8, characterized in that the two vessels (2b) each at their outer ends have a pinch point (7) serving as a contact knife (Fig. 3).

12. Fuse according to claim 8, characterized in that that "the hollow body (1) in the region of the tube (3) of einin insulating tube (9) is surrounded (Fig. 3).

13. Fuse according to claim 12, characterized in that that between the hollow body (1) and the insulating tube (9) sand (IQ) is provided (Fig. 3).

14; Fuse according to Claim 9, characterized in that the vessels are designed as resilient bellows (2c), which are intended to be placed in the socket under mechanical pretension to be attached to tear apart the melting ends when the tube (3) melts and thereby the To extend the arc (Fig. 4).

909881/1 U1

■ S . ; 1932k27 ■ S. ; 1932 k 27

15. Fuse according to claim 1 or one of claims 2 - 7 (characterized in that the two vessels (2d) each connected to a central vessel (12) via a tube (3) are, the hollow body consisting of these vessels (2d, 12) and tubes (3) with respect to the central vessel (12) sym- · is metric.

Γ ⁸ " 909881/1141.Γ ⁸ "909881/1141.