DE2121120B2 - OVER-TEMPERATURE SAFETY DEVICE FOR AN ELECTRIC WINDING - Google Patents
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Description
sammenziehuug auf Grund der Reduzierung der Oxidhaut des geschmolzenen Metalls unter Kugelbildung infolge der OberflächenspamKing des Metalls bewirkt wird.sammenziehuug is effected au f due to the reduction of the oxide skin of the molten metal under ball formation due to surface spam King the metal.
Bei Sicherungen ohne Fluß- und Reduktionsmittel besteht die Möglichkeit, daß das geschmolzene Metall durch die nicht reduzierte Oxidhaut zusammengehalten wird, so daß der Stromdurchj.ang erst bei höheren als den erwarteten Temperaturen unterbrochen wird, falls die Lageänderung des geschmol- zenen Metalls nicht durch andere Kräfte, z. B. die Schwerkraft, begünstigt wird.In the case of fuses without flux and reducing agents, there is a possibility that the melted Metal is held together by the non-reduced oxide skin, so that the current only passes through is interrupted at higher than expected temperatures if the change in position of the melted zenen metal not by other forces, e.g. B. gravity, is favored.
Die erfindungsgemäße Abstimmung der Schmelztemperaturen des verwendeten Metalls oder der Metallegierung auf die gewünschte Abschalttemperatur kann z. B. durch die Verwendung einer eutektischen Metallegierung für das Sicherungselement erfoieen und eines Flußmittels, dessen Schmelztemperatur bei oder über der Schmelztemperatur der eutckiischen Metallegierung liegt. ao The inventive coordination of the melting temperatures of the metal or metal alloy used on the desired shutdown temperature can, for. B. by using an eutectic metal alloy for the fuse element and a flux whose melting temperature is at or above the melting temperature of the Eutckiischen metal alloy. ao
Bei Verwendung einer nichteutektischen Metalllegierung aus ein Eutektikum bildenden Metallen enirnehlt sich ein Flußmittel mit über der Schmelzten pr-ratur des Eutektikums, aber innerhalb des Erwc:c!iungsbereichs oder über der oberen Grenze des »5 Erweichungsbereichs der verwendeten Legierung liegender Schmelztemperatur.The alloy lying melting temperature used c iungsbereichs or above the upper limit of "5 softening: When using a non-eutectic metal alloy of a eutectic-forming metals, a flux enirnehlt over the melted away p r -ratur the eutectic, but within the Erwc!.
Nichteutektische, sogenannte Randlegierungen können wegen besserer Verarbeitbarkeit, zur Gewinnung einer bestimmten Abschalttemperatur oder aus Pi-..'isiiründen von Fall zu Fall vorzuziehen sein. Ein N^hieil dieser Legierungen besteht jedoch darin, keinen definierten Schmelzpunkt haben, sonde::! daß in einem sogenannten Erweichungsbereich ei;.j eutektische Legierung mit niedriger Schmelz-UT.peratur und Legierungen mit höherer Schmelzt-'üpcratur nebeneinander bestehen. Erst oberhalb einer die Erweichungsbereiche begrenzenden DiaciY.mmlinie sind alle Legierungen mit Sicherheit Γ sie. Die mechanischen Eigenschaften der Legier. ngcn in den Erweichungsbereichen hängen von c\ 1 aiii sie einwirkenden Temperaturänderungen u;:d der Dauer der Temperatureinwirkung ab.Non-eutectic, so-called edge alloys, may be preferable from case to case because they are easier to process, to obtain a certain switch-off temperature or from pi -. A feature of these alloys, however, is that they do not have a defined melting point, but rather ::! that in a so-called softening range eutectic alloy with a low melting temperature and alloys with a higher melting temperature exist side by side. Only above a DiaciY.mm line that delimits the softening areas are all alloys with certainty Γ them. The mechanical properties of the alloy. ngcn in the softening depend on c \ 1 they aiii acting temperature changes u; : d the duration of the temperature exposure.
Liegt nun die Soll-Ansprechtemperatur eines Flußr.iittels im E.-weichungshereich der Legierungen, so iv-,teilt die Gefahr, daß die Sicherung im Laufe der /'eit völlig Undefiniert bei irgend einer Temperatur innerhalb dieses Bereichs anspricht.If the target response temperature of a flow medium is now in the E. softening area of the alloys, see above iv-, shares the risk that the backup over the course of the / 'e completely undefined at any temperature responds within this range.
Dieser Nachteil kann vermieden werden durch Flußmittel mit einer Schmelztemperatur, die merklieh über der Schmelztemperatur der eutektischen Legierung liegt, aber noch im Erweichungsbereich der nichteutektischen Legierungen und in diesem Bereich noch unterhalb der Temperatur, bei welcher die für das Sicherungselement verwendete Legierung flüssig ist.This disadvantage can be avoided by using fluxes with a melting temperature that is noticeable above the melting temperature of the eutectic alloy, but still in the softening range of non-eutectic alloys and in this area still below the temperature at which the alloy used for the fuse element is liquid.
Derartige Sicherungen werden bei kurzzeitiger Erwärmung bei einer Temperatur ansprechen, bei der die Legierung vollständig flüssig ist. Bei längerer Temperatureinwirkung innerhalb des Erweichungs- Co bereichs. aber unter der Schmelztemperatur der Legierung, kann die Abschalttemperatur in den Erweichungsbereich, jedoch keinesfalls unter die Schmelztemperatur des Flußmittels sinken.Such fuses are briefly heated respond at a temperature at which the alloy is completely liquid. For longer Effect of temperature within the softening range. but below the melting temperature of the Alloy, the switch-off temperature can fall into the softening range, but never below the The melting temperature of the flux will decrease.
Eine erhöhte Sicherheit gegen unerwünschtes Abschalten bei Temperaturen innerhalb des Erweichungsbereichs nichteutektischer Legierungen kann durch Verwendung eines Flußmittels erzielt werden, dessen Schmelztemperatur bei oder über der Temperatur liegt, bei der die Legierung vollständig flüssig ist. Increased security against undesired shutdown at temperatures within the softening range of non-eutectic alloys can be achieved by using a flux whose melting temperature is at or above the temperature at which the alloy is completely liquid.
Solche Sicherungen werden bei kurzen TfmP^a' turbelastungen mit Sicherheit bei oder uberaer Schmelztemperatur des Flußmittels liegenden Temperaturen abschalten. Bei längerer Temperaturemwirkung kann die Ansprechtemperatur aut cue Schmelztemperatur des Flußmittels, aber keinesfalls in den Erweichungsbereich der Legierung absuiken.Such fuses will switch off at short T f m P ^ a ' turbo loads with certainty at or above the melting temperature of the flux. In the case of prolonged exposure to temperature, the response temperature can fall into the melting temperature of the flux, but never into the softening range of the alloy.
Flußmittel mit verschiedenen Schmelztemperaturen, die für die Zwecke der Erfindung geeignet smd, stehen in Form von Harnstoff mit einer ?ctun<^r temperatur von 133C C und von Abietinsäure mit einer Schmelztemperatur von 173° C zur Verfugung. Ebenso geeignet ist auch Naturkolophonium, das 90 ·/. Abietinsäure enthält Das handelsübliche Kolophonium enthält außer der Abietinsäure noch eine Beimischung von isomeren Harzen und hat je nacn der Menge dieser Harze eine Schmelztemperatur von HO bis 130" C. Durch Hydrieren des Abietinsaureanteils kann eine Erhöhung der Schmelztemperatur des Kolophoniums um weitere 20° C erreicht werden, so daß also allein durch das. Kolophonium ein Schmelztemperaturbereich von 1.10 bis 15Ü <- dl Fluxes with different melting temperatures, which are suitable for the purposes of the invention, are in the form of urea with a? ctun < ^ r temperature of 133 C C and abietic acid with a melting temperature of 173 ° C available. Natural rosin, the 90 · /. Contains abietic acid. In addition to abietic acid, commercially available rosin also contains an admixture of isomeric resins and , depending on the amount of these resins, has a melting temperature of 1 O to 130 ° C. By hydrogenating the abietic acid content, the melting temperature of the rosin can be increased by a further 20 ° C So that just by the. Rosin a melting temperature range from 1.10 to 15Ü <- dl
strichen werden kann. nm;tt,»incan be deleted. n m ; t t, »in
Erfindungsgemäße Sicherungen, mit Flußmitteln, deren Schmelztemperatur im Erweichungsoereicn der gewählten niedrigschmelzenden Legierungen Heut, sind folgendermaßen aufgebaut: f Legierung für den stromleitenden Teil des Sicherungselementes: 33,3 ·/. Bi, 33,3 »0 Sn und "3 4 0 0 Pb; Erweichungsbereich: 95 bis 14U ^ . Flußmittel für dieses Sicherungselement. Harnstoff mit einer Schmelztemperatur von 133 c. "» Legierung für den stromleitenden Teil aes " Sicherungselementes: 60 »0 Sn. 40 0/. Bi; Erweichungsbereich: 138 bis 170cC: Flußmittel fur dieses Sicherungselement: Hydriertes Kolophonium mit einer Schmelztemperatur von 15U- <~. Weitere Sicherungselemente sind für noch höhere Ansprechtemperaturen ausgelegt. Sie enthalten: 3. Eine Legierung für den stromleitenden Teil des Sicherungselementes aus 43 »0 Bi, 31,5 °/o Pb, 250O Sn und 0.5°'ο Cu; Erweichungsbereich: 95 bis 115" C; Flußmittel: Harnstoff mit einer Schmelztemperatur von 133^C oder Kolophonium mit einer Schmelztemperatur von 12U <-.Fuses according to the invention, with fluxes whose melting temperature is in the softening area of the selected low-melting alloys, are constructed as follows: f Alloy for the current-conducting part of the fuse element: 33.3 · /. Bi, 33.3 »0 Sn and" 3 4 0 0 Pb; softening range: 95 to 14U ^. Flux for this fuse element. Urea with a melting temperature of 133 c. "» Alloy for the conductive part of the fuse element: 60 »0 Sn. 40 0 /. Bi; Softening range: 138 to 170 c C: Flux for this fuse element: Hydrogenated rosin with a melting temperature of 15U- <~. Additional fuse elements are designed for even higher response temperatures. They contain: 3. An alloy for the conductive part of the fuse element made of 43 »0 Bi, 31.5% Pb, 25 0 O Sn and 0.5 ° 0 Cu; softening range: 95 to 115"C; Flux: urea with a melting temperature of 133 ^ C or rosin with a melting temperature of 12U <-.
4 Legierung für den stromleitenden Teil des Sicheruniselementes: 50,5 »/0 Bi. 27,8 U Pb, 12 4 °o Sn, 9,3 °/o Cd; Erweichungsbereich: pa bis 163 C; Flußmittel: Abietinsäure mit einer Schmelztemperatur von 1730C.4 Alloy for the conductive part of the safety element: 50.5% / 0 Bi. 27.8 U Pb, 12 4 ° Sn, 9.3% Cd; Softening range: pa up to 163 C; Flux: abietic acid with a melting temperature of 173 0 C.
5 Legierung für den stromleitenden Teil des Sicherungselementes: 60 "0 Sn, 40 %> Bi; Erweichungsbereich: 138 bis 170cC; Flußmittel: Abietinsäure mit einer Schmelztemperatur von5 Alloy for the conductive part of the fuse element: 60 "0 Sn, 40%>Bi; softening range: 138 to 170 c C; flux: abietic acid with a melting temperature of
173C. .173C. .
6 Eutektische Legierung für den stromleitenden Teil des Sicherungselementes: 56,5 °/o Bi, 43,5 °/o Pb; Schmelztemperatur. 1200C; Flußmittel: Harnstoff mit einer Schmelztemperatur von 133C C.6 Eutectic alloy for the current-conducting part of the fuse element: 56.5% Bi, 43.5% Pb; Melting temperature. 120 0 C; Flux: urea with a melting temperature of 133 C C.
Ausführungsbeispiele von Sicherungselementen, die unter Verwendung der unter 1. bis 6. genannten Stoffe hergestellt wurden, sind in F i g. 1 bis 4 veranschaulicht. Es zeigt .Embodiments of securing elements that are made using those mentioned under 1. to 6. Fabrics are shown in FIG. 1 to 4 illustrated. It shows .
F i g. 1 ein Sicherungselement in flacher Form mn F i g. 1 a fuse element in a flat shape mn
einfachem Sicherungsstreifen mit einer Flußmittelauflage zum Einlegen in den Wickelkörper oder die Wicklung einer Drosselspule, undsimple safety strip with a flux pad for insertion into the winding body or the Winding a choke coil, and
F i g. 2 einen Schnitt durch das Sicherungselement nach Fig. 1,F i g. 2 shows a section through the securing element according to FIG. 1,
Fig. 3 ein Sicherungselement aus einem niedrigschmelzenden Hohldraht mit Flußmittelfüllung und Isolierschlauchhülle, und3 shows a fuse element made from a low-melting point Hollow wire with flux filling and insulating sleeve, and
F i g. 4 ein Sicherungselement aus einem massiven Draht eines niedrigschmelzenden Metalls mit Flußmittelauflage in einem Isolierschlauch.F i g. 4 a fuse element made from a solid wire of a low-melting metal with a flux coating in an insulating tube.
Das Sicherungselement nach Fig. 1 und 2 hat einen einfachen Metallstreifen 10, der z. B. aus einer Legierung von 33,3 Vo Bi, 33,3 %> Sn und 33,4 °/o Pb bestehen kann, die in dem Bereich von 95 bis 140° C erweicht. An den beiden Enden des Streifens 10 sind Anschlußdrähte 11 festgeschweißt und auf einem Teil seiner Oberfläche ist Harnstoff mit einer Schmelztemperatur von 133° C aufgetragen und zwar entweder unmittelbar auf das Metall selbst oder in einem mit Harnstoff angereicherten Streifen 12 (Fig. 2) aus porösem Material. Das ganze Dichtungselement befindet sich zwischen zwei durchsichtigen Kunststoffolien 13, die an ihren Rändern ringsum mit einer durch kleine Kreuze angedeuteten Schweißnaht miteinander verschweißt sind.The fuse element according to FIGS. 1 and 2 has a simple metal strip 10 which, for. B. an alloy of 33.3 Vo Bi, 33.3%> Sn and 33.4 ° / o Pb may be made, which softens in the range of 95 to 140 ° C. At the two ends of the strip 10 connecting wires 11 are welded and on part of its surface urea is applied with a melting temperature of 133 ° C, either directly on the metal itself or in a urea-enriched strip 12 (Fig. 2) made of porous Material. The entire sealing element is located between two transparent plastic films 13 which are welded to one another at their edges all around with a weld seam indicated by small crosses.
Das Sicherungselement nach Fig. 3 besteht aus einem Röhrchen 15 mit 5 Durchgängen, die mit bei 173° C schmelzender Abietinsäure 16 ausgefüllt und in die Anschlußdrähte 17 eingeklemmt sind. Das Röhrchen 15 selbst besteht aus einer Legierung aus 60 °/o Sn und 40 %> Bi, die im Bereich 138 bis 170° C ißTnThe fuse element according to Fig. 3 consists of a tube 15 with 5 passages, which with 173 ° C melting abietic acid 16 are filled and clamped in the connecting wires 17. That Tube 15 itself consists of an alloy of 60% Sn and 40% Bi, which eats in the range 138 to 170 ° C
erweicht. Es trägrnoch einen an seinen Enden durch Erweichen und Zusammendrücken abgeschlossenen Isolierrohrüberzug 18, der das Herausfallen von geschmolzenen Teilen des Sicherungselementes verhindert. softened. There is still one closed at its ends by softening and squeezing Insulating tube cover 18, which prevents molten parts of the fuse element from falling out.
Das Sicherungselement nach F i g. 4 unterscheidet sich von demjenigen nach F i g. 3 dadurch, daß es aus einem massiven Schmelzdraht 20 mit festgeschweißten Anschlußdrähten 21 und aus einem außen auf den Draht 20 aufgebrachten Flußmittel 22 besteht. Dabei kann der Schmelzdraht 20 aus einer Legierung von 50,5 »/0 Bi, 27,8 °/o Pb, 12,4 »/0 Sn und 9,3 % Cd bestehen, die bei 158 bis 163° C erweicht, und das Flußmittel 22 aus Abietinsäure mit einer Schmelztemperatur von 173° C. In diesem Fall ist es besonders wichtig, daß die Schmelztemperatur des Flußmittels über derjenigen des Schmelzdrahtes 20 liegt, damit das Flußmittel nicht vor dem Schmelzen des Drahtes abtropft.The securing element according to FIG. 4 differs from that according to FIG. 3 in that it from a solid fusible wire 20 with welded connecting wires 21 and from one Flux 22 applied to the outside of the wire 20 is made. The fuse wire 20 can consist of a Alloy of 50.5 »/ 0 Bi, 27.8% Pb, 12.4» / 0 Sn and 9.3% Cd consist, which softens at 158 to 163 ° C, and the flux 22 of abietic acid with a Melting temperature of 173 ° C. In this case it is particularly important that the melting temperature of the Flux is above that of fuse wire 20 so that the flux does not melt prior to melting the wire drips off.
Durch Einsetzen des Sicherungselementes in einen wärmebeständigen Isolierschlauch 23, z. B. aus PoIykarbonat, der an seinen Enden unter Druck und Wärme dicht mit den Anschlußdrähten verschweißt ist, wird erreicht, daß die beim Schmelzen des Drahtes und der dabei unter dem Einfluß des Flußmittels auftretenden Auflösung der Metallteile unter Kugelbildung alle Rudimente des Sicherungselements innerhalb des Isolierschlauchs verbleiben.By inserting the fuse element in a heat-resistant insulating tube 23, for. B. made of polycarbonate, which is welded tightly to the connecting wires at its ends under pressure and heat is, it is achieved that the melting of the wire and the thereby under the influence of the flux occurring dissolution of the metal parts with ball formation all rudiments of the fuse element within of the insulating tube remain.
Andererseits besteht aber auch die Möglichkeit, die Sicherungselemente mit einer festen Umhüllung, z. B. durch Umspritzen oder Umpressen mit thermo- oder duroplastischen Kunststoffen, zu versehen.On the other hand, there is also the possibility of the fuse elements with a solid cover, z. B. to be provided by overmolding or pressing with thermoplastic or thermosetting plastics.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (9)
räumlicher Ausdehnung, daß ein Windungs- oder1. Overtemperature protection for an electrical winding with an iron core of this type 5
spatial expansion that a winding or
hervorruft und bei der die heißeste Stelle unveränderlich und bekannt ist, bestehend aus einem io
in gutem Wärmekontakt mit der zu schützendenthe same temperature distribution
and where the hottest spot is unchangeable and known, consisting of an io
in good thermal contact with the one to be protected
element und eines Flußmittels, dessen Schmelz- Derartige Übertemperatursicherungen sollen bei temperatur bei oder über der Schmelztemperatur Erreichen einer von Einbau und Verwendung abder eutektischen Metallegierung liegt. 35 hängigen Temperatur sicher abschalten. Dies wird2. Overtemperature protection according to claim 1, 30 fuse element is added when the metal is melted by the use of an expanding or gas-releasing substance as a eutectic metal alloy for the fuse flux, according to patent 14 88 992.
element and a flux, the fusible temperature. 35 pending temperature switch off safely. this will
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E771 | Valid patent as to the heymanns-index 1977, willingness to grant licences |