DE2162991A1 - Current limiter with self-recovery capability - Google Patents

Current limiter with self-recovery capability

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DE2162991A1 DE19712162991 DE2162991A DE2162991A1 DE 2162991 A1 DE2162991 A1 DE 2162991A1 DE 19712162991 DE19712162991 DE 19712162991 DE 2162991 A DE2162991 A DE 2162991A DE 2162991 A1 DE2162991 A1 DE 2162991A1
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Description

1·Σ2 - 35 15. Dezember 1971 1 · Σ2 - 35 December 15, 1971

1 a - 3161 a - 316

MITSUBISHI DENKI KABUSHIKI IUISl Tokyo , JapanMITSUBISHI DENKI KABUSHIKI IUISl Tokyo, Japan

Strombegreiizer rait' SelbsterliolungsfahigkeitStromegreiizer rait 'self-sufficiency

Die Erfindung betrifft einen Strombegrenzer mit Selbsterholungsfähigkeit mit einer ersten und einer zweiten Elektrode, mit einem isolierenden Rohrstück zwischen den Elektroden, dessen Hohlraum ein selbsterholendes Strombegrenzungsmaterial enthält, mit einem das isolierende Ilohrstück umgebenden Außenrohr und mit einer Isoliermaterialpackung zwischen dem Äußenrohr und dem isolierenden Kohrstück,The invention relates to a current limiter with self-recovery capability with a first and a second electrode, with an insulating piece of pipe between the electrodes, the cavity of which contains a self-recovering current limiting material, with a surrounding the insulating earpiece Outer tube and with an insulating material packing between the outer tube and the insulating tube piece,

Ein derartiger selbsterholender Strombegrenzer kann als Strombegrenzungsmaterial ein Metall enthalt, wie z. B. Na, K, NaK, welches bei Zimmertemperatur in flüssigem Zustand eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist. Dieses Strombegrenzungsmaterial wird bei Durchgang eines starken Stroms auf Grund Joul'scher Wärme verdampft und in ein Plasma mit einem hohen Dampfdruck und einem hohen elektrischen Widerstand umgewandelt.Such a self-recovering current limiter can contain a metal as a current limiting material, such as. B. Na, K, NaK, which in liquid at room temperature State has a high electrical conductivity. This current limiting material becomes when a strong Electricity evaporates due to Joule heat and becomes a Plasma with a high vapor pressure and a high electrical Resistance converted.

Somit wird der elektrische Strom auf einen Wort begrenzt, welcher unterhalb einem bestimmten Schwellenwert liegt. Das verdampfte lietall kühlt sich ab und wird verflüssigt und gewinnt seine ursprüngliche elektrische Leitfähigkeit wieder. Hei dem herkömmlichen Stroinbegrenzer wachst derThus the electric current is limited to one word, which is below a certain threshold. The vaporized metal cools down and is liquefied and regains its original electrical conductivity again. The conventional flow limiter grows

PAD ORiQiNAL 209829/056 1 PAD ORiQiNAL 209829/056 1

-Z--Z-

11129911112991

Druck in dem geschlossenen Hohlraum, welcher das Strombegrenzungsmaterial enthält, erheblich an. Demgemäß ist es erforderlich, daß die Konstruktion des Hohlraums eine große mechanische Festigkeit aufweist.Pressure in the closed cavity containing the current limiting material contains, considerably. Accordingly, it is required that the construction of the cavity be a has great mechanical strength.

Typische Beispiele herkömmlicher selbsterholender Strombegrenaer, welche ein Stroinbegrenzungsmaterial in einem geschlossenen Hohlraum enthalten, sind in den US-Patentschriften 3.501.730 und 3.117.203 beschrieben.Typical examples of conventional self-recovering current limiters, which is a flow restriction material in a closed Containing cavity are described in U.S. Patents 3,501,730 and 3,117,203.

fc Somit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Strombegrenzer mit Selbsterholungsfähigkeit zu schaffen, welcher eine große mechanische Festigkeit aufweist.fc Thus, it is the object of the present invention to provide a To create current limiter with self-recovery capability, which has great mechanical strength.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Isoliermaterialpackung einen linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, welcher unterhalb des B^iÄchungspunktes größer ist als der lineare Ausdehnungskoeffizient des isolierenden Rohrstücks und welcher gleich dem linearen Ausdehnungskoeffizienten des Außenrohrs ist oder niedriger als der lineare Ausdehnungskoeffizient des Außenrohrs.This object is achieved according to the invention in that the packing of insulating material has a coefficient of linear expansion has, which is below the B ^ iÄchungspunktes is greater than the linear expansion coefficient of the insulating Pipe section and which is equal to the linear expansion coefficient of the outer pipe is or less than the linear expansion coefficient of the outer pipe.

Im folgenden wird die iSrfindung anhand von Zeichnungen näher w erläutert,In the following the iSrfindung is explained in more detail with reference to drawings w,

Bs zeigen:Bs show:

Fig. 1 einen Querschnitt eines erfindungsgetnäßen Strombegrenzers mit Selbsterholungsfähigkeit;1 shows a cross section of a current limiter according to the invention with self-recovery ability;

Fig. 2 einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform desFig. 2 shows a cross section of a further embodiment of the

erfindungsgemäßen Strombegrenzars mit Selbsterholungsf ähiglce it;current limiters according to the invention with self-recovery f ähiglce it;

Fig. 3a eine Draufsicht dos Außeurohrs;3a shows a plan view of the outer tube;

209029 /0Ϊ, β I209029 / 0Ϊ, β I.

Fig. 3b eine Draufsicht des Flansches der ersten Elektrode undFig. 3b is a plan view of the flange of the first electrode and

Fig. h einen Schnitt durch einen Strombegrenaer gemäß Fig. bei der Herstellung.FIG. H shows a section through a current limiter according to FIG.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeicheη gleiche oder sich entsprechende Bauteile.In the figures, the same reference numerals denote the same or corresponding components.

Struktur 1:Structure 1:

Bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strombegrenzers mit Selbsterholungsfähiglceit bezeich.net das Bezugsseichen 1 eine zweite Elektrode r.iit einem Flansch 1a an der Außenfläche derselben und mit einem Langloch 1b. Zwischen dieser "Elektrode und einem behälterartigen metallischen Außenrohr 3» in dessen Boden eine erste Elektrode k- eingesetzt ist, befindet sich ein isolierendes Rohrstück 2.In the first embodiment of the current limiter according to the invention with self-recovery capability shown in FIG. 1, the reference character 1 designates a second electrode with a flange 1a on the outer surface of the same and with an elongated hole 1b. An insulating pipe section 2 is located between this “electrode and a container-like metallic outer tube 3” in the bottom of which a first electrode k- is inserted.

Das Be zug s se χ ehe η 5 bezeichnet eine Isolierniaterialpackung zwischen dem Außenrohr 3 und der zweiten Elektrode 1 und dem isolierenden Rohrstück 2. Ein durchgehender Hohlraum befindet sich in der ersten Elektrode k und in der zweiten Elektrode 1, so daß die elektrische Leitfähigkeit durch das Strombegrenzungsmaterial aufrechterhalten werden kann. Der Flansch 1a der zweiten Elektrode 1 wird über eine Isolierscheibe 7 mittels einer Überwurfmutter 8, welche auf das Außenrohr 3 aufgeschraubt ist, nach unten gedrückt.The reference s se χ before η 5 denotes an Isolierniaterialpackung between the outer tube 3 and the second electrode 1 and the insulating tube section 2. A continuous cavity is in the first electrode k and in the second electrode 1, so that the electrical conductivity through the current limiting material can be maintained. The flange 1 a of the second electrode 1 is pressed down via an insulating washer 7 by means of a union nut 8 which is screwed onto the outer tube 3.

¥enn der Strom begrenzt wird, so wird das Strombegrenzungsraaterial, welches sich, in dem feinen. Hohlraum 2a des isolierenden Rohrstücks und in dem feinen Hohlraum 1a der zweiten Elektrode 1 befindet, verdampft und erzeugt einen hohen Druck. Dieser Druck hat die Tendenz, die zweite Elektrode 1 nach oben zu drücken. Zur Verhinderung einesIf the current is limited, the current limiting material, which is in the fine. Cavity 2a of the insulating pipe piece and located in the fine cavity 1a of the second electrode 1, evaporates and generates a high pressure. This pressure tends to push the second electrode 1 upwards. To prevent a

2 Ü 9 a Z 9 / Ü b 6 Ί BAD ORIQiNAL2 Ü 9 a Z 9 / Ü b 6 Ί BAD ORIQiNAL

solchen Vorgangs dient der Flansch. 1a der zwei ten Elektrode 1, welcher mit der Überwurfmutter 8 über die Isolierscheibe 7 nach unten gedrückt wird.the flange is used for such a process. 1a of the second electrode 1, which with the union nut 8 over the insulating washer 7 is pressed down.

Struktur 2:Structure 2:

In dieser.Struktur gemäß Fig. 2 bedeutet das Bezugszeichen 1 eine zweite Elektrode 1 mit einem Flansch 1a an der Außenfläche und mit einem langen Loch 1b gemäß Fig. 3b· Das Bezugszeichon 2 bezeichnet ein isolierendes Rohrstück mit einem fc Loch 2a und das Bezugszeichen 3 bezeichnet ein Außenrohr mit einein Flansch 3a und einer Öffnung 3h gemäß Fig. 3a« Eine erste Elektrode h ist in den Boden des Außenrohrs 2 eingeschraubt. Bine Isoliermaterialpackung 5 befindet sich zwischen der zweiten Elektrode 1 und dem isolierenden Rohrstück 2 einerseits und dem Außenrohr 3 andererseits.In this structure according to FIG. 2, the reference number 1 denotes a second electrode 1 with a flange 1a on the outer surface and with a long hole 1b as shown in FIG. 3b denotes an outer tube with a flange 3a and an opening 3h according to FIG. 3a. A first electrode h is screwed into the bottom of the outer tube 2. An insulating material pack 5 is located between the second electrode 1 and the insulating pipe section 2 on the one hand and the outer pipe 3 on the other hand.

Der Strombegrenzer wird hergestellt, indem man das isolierende Rohrstück 2 in das Außenrohr 3 einführt und sodann die zweite Elektrode in das Außenrohr 3 einführt, so daß der Flansch 1a durch die Öffnung 3t ^es Flansches 3a desThe current limiter is produced by inserting the insulating pipe section 2 into the outer pipe 3 and then inserting the second electrode into the outer pipe 3, so that the flange 1a through the opening 3t ^ es flange 3a of the

Außenrohrs 3 gleitet. Sodann wird die zweite Elektrode 1 um 90 gedreht, so daß der Flansch 1a der zweiten Elektrode W sich mit dem Flansch 3a des Außenrohrs 3 überlappt. Das Isoliermaterial wird nun gepackt und das Strombegrenzungsmaterial wird in das Loch 1b der zweiten Elektrode 1 und in das Loch 2a des isolierenden Rohrstücks 2 über das Nadelventil 6 eingefüllt.Outer tube 3 slides. The second electrode 1 is then rotated by 90 so that the flange 1 a of the second electrode W overlaps with the flange 3 a of the outer tube 3. The insulating material is now packed and the current limiting material is filled into the hole 1b of the second electrode 1 and into the hole 2a of the insulating pipe section 2 via the needle valve 6.

Im folgenden sollen die Materialien für den erfindungsgemäßen Strombegrenzer erläutert werden. Das isolierende Rohrstück 2 besteht vorzugsweise aus einem wärmefesten und gegen Alkalimetall festen Isolator aus Berylliumoxid-Porzellan, Aluminiumoxid-Porzellan oder dergleichen. Die erste Elektrode und die zweite Elektrode kf 1 sollten einen niedrigenThe materials for the current limiter according to the invention are to be explained below. The insulating pipe section 2 preferably consists of a heat-resistant and alkali metal-resistant insulator made of beryllium oxide porcelain, aluminum oxide porcelain or the like. The first electrode and the second electrode k f 1 should be low

2Ü9829/0ÖB12Ü9829 / 0ÖB1

BADBATH

elektrischen Widerstand aufweisen und einen linearen Ausdehnungskoeffizienten haben, we Icher gMch ist oder niedriger als derjenige des Metalles des Außenrohrs 3· Die Elektroden bestehen vorzugsweise aus Kupfer oder Kupferlegierüngen,wie z. B. Chrom-Kupfer.have electrical resistance and a linear Have expansion coefficients, whichever gMch is or lower than that of the metal of the outer tube 3 The electrodes are preferably made of copper or copper alloys, such as. B. Chromium-Copper.

Das Außenrohr 3 sollte die folgenden Eigenschaften haben:The outer tube 3 should have the following properties:

(a) Nichtmagnetisches Metall(a) Non-magnetic metal

(b) keine Abnahme der Festigkeit bei einer Wärmebehandlung bei 500 °C bis 600 °C(b) no decrease in strength upon heat treatment at 500 ° C to 600 ° C

(c) hohe Festigkeit bei Zimmertemperatur nach einer Ilitsebehandlung bei 500 °C bis 600 °C(c) high strength at room temperature after ilite treatment at 500 ° C to 600 ° C

(d) großer linearer Ausdehnungskoeffizient, welcher gleich oder höher ist als derjenige von Kupfer oder von Kupferlegierungen, wie z. B. von Chrom-Kupfer.(d) large coefficient of linear expansion, which is equal to or higher than that of copper or copper alloys, such as B. of chrome-copper.

Gemäß diesen Anforderungen eignet sich insbesondere Edelstahl oder Messing. Es ist insbesondere bevoraugt, Edelstahl wegen seiner Festigkeit zu verwenden. Im folgenden soll die Isoliermaterialpackung 5 näher erläutert werden. Dabei sollen zunächst die Anforderungen an die mechanische Festigkeit erläutert werden. Bei den Strombegrenzern gemäß Fig. 1 und gemäß Fig, 2 wird das Strombegrenzungsmetall in den langen Hohlraum 1b der zweiten Elektrode 1, und in den Hohlraum 2a des isolierenden Rohrstücks 2 gefüllt. Bei der Verdampfung erzeugt es einen hohen Druck, wie z, B. 3500 - 4000 kg/cm , wenn der Strom begrenzt wird. Demgemäß ergibt sich dieser Druck als Innendruck in dem Hohlraum 2a des isolierenden Rohrstücks 2, Somit steht dieses üohrstück 2 in Peripherierichtung und in axialer Richtung unter einer großen Zugspannung. Das Berylliumoxid-Porzellan oder das Aluminiumoxid-Porzellan des isolierenden RohrStücks 2 hat eine hoho Druckfestigkeit, wie z. B. 100 lcg/ram , jedochIn accordance with these requirements, stainless steel is particularly suitable or brass. It is particularly preferable to use stainless steel because of its strength. Hereinafter the insulating material pack 5 is to be explained in more detail. First of all, the requirements for mechanical strength should be explained. For the current limiters according to Fig. 1 and according to Fig. 2 the current limiting metal is into the long cavity 1b of the second electrode 1, and into the cavity 2a of the insulating pipe section 2. When evaporating, it creates a high pressure such as 3500-4000 kg / cm when the flow is limited. Accordingly this pressure results as the internal pressure in the cavity 2a of the insulating pipe section 2, so this is üohrstück 2 in the peripheral direction and in the axial direction under a large tensile stress. The beryllium oxide porcelain or that Has insulating pipe piece 2 alumina porcelain a high compressive strength, such as B. 100 lcg / ram, however

eine niedrige Zugfestigkeit, wie z. B. etwa 10 kg/mm"., low tensile strength, such as B. about 10 kg / mm " .,

2ÜHB29/ÜB612ÜHB29 / ÜB61

Wenn nun durch den Innendruck eine Zugspannung aufgebaut wird, so zerbricht das isolierende Rohrstück 2, so daß das eingefüllte Strombegrensungsmaterial nach außen dringt und entweicht. Der Strombegrenzer wird dabei serstürt. Im Hinblick auf diese Probleme kommt dem Rohmaterial für die Isoliermaterialpackung 5 eine große Bedeutung zu. Die Herstellung dieser Isoliermaterialpackung soll im folgenden erläutert werden.If now a tensile stress is built up by the internal pressure is, the insulating pipe section 2 breaks, so that the filled flow limiting material penetrates to the outside and escapes. The current limiter is thrown out. With regard to these problems are encountered in the raw material for insulating material packaging 5 is of great importance. The manufacture of this insulating material pack is explained below will.

Es soll zunächst der Strombegrenzer gemäß Fig. 2 betrachtet P werden. ¥enn die zweite Elektrode 1 ,das isolierende Rohrstück 2 und das Außenrolir 3 gemäß der Figur zusammengesetzt werden und ein organisches Isoliermaterial in den Zwischenraum gepackt wird, so steht das isolierende Rohrstück 2 unter keinerlei Außendruck. Somit verbleibt das isolierende liohrstück 2 unter der ihm innewohnenden Festigkeit. IDs zeigt somit eine niedrige Zugfestigkeit. Damit ist es unmöglich, daß das isolierende Rohrstück einem Innendruck von 3500 - kOOO kg/cm r welcher bei Strombegrenzung hervorgerufen wird, widersteht. Das isolierende Rohrstück 2 zerbricht sofort und der Strombegrenzer fällt aus.The current limiter according to FIG. 2 will first be considered P. If the second electrode 1, the insulating pipe section 2 and the outer roller 3 are assembled according to the figure and an organic insulating material is packed into the space, the insulating pipe section 2 is not under any external pressure. Thus, the insulating earpiece 2 remains below its inherent strength. IDs thus shows a low tensile strength. It is therefore impossible for the insulating pipe section to withstand an internal pressure of 3500 - KOOO kg / cm r which is caused when the current is limited. The insulating pipe section 2 breaks immediately and the current limiter fails.

Il Wenn andererseits eine zweite Elektrode 1 aus Chroni-otahl, ein isolierendes Rohrstück 2 aus Berylliumoxid-Porzellan und ein Außenrohr 3 aus Edelstahl SUS 27 zusammengssetzt werden und bei 600 C gehalten werden, wenn das isolierende Material mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von 18 χ 10 eingefüllt wird, uud wenn das Ganze dann abgeküiil wird, so zeigen sich die folgenden läffekte.Il other hand, when a second electrode 1 Chroni-otahl, an insulating pipe section 2 of beryllia porcelain, and an outer tube 3 a US stainless steel SUS 27 are zusammengssetzt and maintained at 600 C, when the insulating material χ having a linear expansion coefficient of 18 10 is filled in, and when the whole thing is then cooled down, the following effects appear.

Der lineare Ausdehnungskoeffizient des Be ry Hi umo:; id-Porzellans beträgt 5 x io""i. Somit wird das Berylliumoxid-Porzellan dos isolierenden Rohrstücks 2 durch die Kontraktion des Außenrohrs 3 mit oinem linearen üxparisiorisUoeffizionten von 18 χ 1O- und durch das isolierende Material 5 in Peripheriorichtuug uud in- axialer'Richtung stärkenThe linear expansion coefficient of the Be ry Hi umo :; id porcelain is 5 x io "" i . The beryllium oxide porcelain will thus strengthen the insulating pipe section 2 through the contraction of the outer pipe 3 with a linear expansion of 18 × 10 - and through the insulating material 5 in the peripheral direction and in the axial direction

'/•*VH- - " »- 2 0 HJ ν g / ο b 6 1 BAD oRlGfNAL'/ • * VH- - "» - 2 0 HJ ν g / ο b 6 1 BAD oRlGfNAL

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Druckkräften ausgesetzt, i)ainit wird das isolierende Rolirstiick gegen Zugspannungen beständig, welche durch den Innendruck des verdampfenden Strom begrenzenden Materials erzeugt i/erden. Es ist jedoch, unmöglich,- ein derartiges Isolationsmaterial zu finden. 3s verbleibt somit nur die Möglichkeit, des Aufschrumpfens.Subjected to compressive forces, i) a init the insulating Rolirstiick against tensile stresses resistance, which delimits by the internal pressure of the evaporating material current i generates / ground. However, it is impossible to find such an insulation material. 3s there is only the option of shrinking.

Die Struktur, die Funktion und die Herstellung des erfindungsgemäß verwendeten Isoliermaterials werden im folgenden beschrieben» Bine Mischung eines pulverigen glasartigen Materials und eines synthetischen Glimmers, insbesonderes eines synthetischen Fluor-phlogopit-Glimmers wird als Rollmaterial für das isolierende Material 5 verwendet. Das glasartige Material hat vorzugsweise die folgenden Eigenschaften: The structure, function and manufacture of the invention The insulating material used is described in the following: A mixture of a powdery glass-like Material and a synthetic mica, in particular a synthetic fluorophlogopite mica, is called Rolling stock is used for the insulating material 5. The vitreous material preferably has the following properties:

(a) Hoher linearer Ausdehnungskoeffizient(a) High coefficient of linear expansion

(b) bemerkenswerter Viskositätsabfall bei Temperaturerhöhung von der Übergangstemperatur, welche im Bereich von 450 °C - 500 °C liegt(b) remarkable drop in viscosity with increasing temperature on the transition temperature, which is in the range from 450 ° C - 500 ° C

(c) Transparenz box weniger als 600 C - 650 C(c) Transparency box less than 600C - 650C

(d) hohe Isolationsfestigkeit(d) high insulation strength

(e) keine Korrosion des synthetischen Fluor-phlogpit-Glimmers bei 6OO °C - 650 °C.(e) no corrosion of the synthetic fluorophlogpit mica at 600 ° C - 650 ° C.

Es ist bevorzugt eine Masse zu verwenden, welche als Hauptkomponenten KqO, Na2O, Li2O, BaO oder B2^i enthält, sowie als Nebenkomponenten geringe Mengen PbO und SiOp.It is preferred to use a compound which contains KqO, Na 2 O, Li 2 O, BaO or B 2 ^ i as main components, and small amounts of PbO and SiOp as secondary components.

Der synthetische Gold-fluorid-Glimmer hat vorzugsweise eine flache Gestalt mit einer großen Teilchengröße, um eine Reaktion mit dem glasartigen Material zu vermeiden und um bei der Druckformung eine gute Fließfähigkeit zu gewährleisten, fis ist insbesondere bevorzugt, einen Glimmer mit einer Teilchengröße von 60 - 100 Maschen/2,5 cm zu verwenden. Die Menge des glasartigen Materials au der Gesamtmenge vonThe synthetic gold fluoride mica preferably has one flat shape with a large particle size, around a To avoid reaction with the vitreous material and to ensure good flowability during compression molding, It is particularly preferred to use a mica with a particle size of 60-100 mesh / 2.5 cm. The amount of vitreous material out of the total of

2 0 Ü. b /i 9 / (J b 6 12 0 n. b / i 9 / (J b 6 1

BAD ORtGfMALBAD LOCAL

glasartigem Material und Glimmer beträgt vorzugsweise 70 - 30 Volumenprozent, Itfenn das glasartige Material in übermäßigen Mengen vorhanden ist, so wird die Viskosität der pulverigen Mischung herabgesetzt und es ergibt sich beim Druckformen in der Hitze eine gute Fließfähigkeit. Somit kanu in diesem Pail das isolierende Material leicht gepackt werden. Andererseits wird dabei jedoch wie unten beschrieben der -Verfestigungspunkt herabgesetzt und die bleibenden Kontraktionskräfte werden geringer. Ferner wird auch der Elastizitätsmodul herabgesetzt und die Festigkeit nimmt ab.."Wenn andererseits zu wenig glasartiges " Material vorhanden ist, so wird das Packen des Isoliermaterials erschwert und es entsteht eine minderwertige Packung. Wenn jedoch andererseits eine vollständige Packung erreicht wird, so bleiben hohe Kontraktionskräfte bestehen und es entsteht ein Produkt mit einer großen Festigkeit.vitreous material and mica is preferably 70-30 percent by volume, If the vitreous material in Excessive amounts are present, the viscosity of the powdery mixture is lowered and it results good flowability when pressure forming in the heat. Thus, the insulating material in this pail can easily be used be packed. On the other hand, however, as described below, the consolidation point is lowered and the permanent contraction forces are reduced. Further the modulus of elasticity is also reduced and the strength decreases .. "If, on the other hand, too little vitreous "If material is available, packing the insulating material is made difficult and the result is an inferior packing. On the other hand, when full packing is achieved, high contraction forces persist and so do the result is a product with great strength.

Der lineare Ausdehnungskoeffizient des durch Druckformung in der Hitze erhaltenen Formprodukts hängt von den Ausgangsmaterialien ab. Das Formprodukt hängt gewöhnlich von den Eigenschaften des glasartigen Materials ab. Ss dehnt sich etwa beim Erweichungspunkt des glasartigen Material erheblich aus. Der lineare Ausdehnungskoeffizient des geformten Profc dukts bei niedrigeren Temperaturen ist für die vorliegende Erfindung sehr wichtig. Dieser Ausdehnungskoeffizient hat den gleichen ¥ert oder einen niedrigeren Wert als das Metall des Außenrohrs 3» jedoch einen höheren Wert als das Porzellan des isolierenden Uohrstücks 2.The coefficient of linear expansion of the compression molded The molded product obtained in the heat depends on the raw materials. The molded product usually depends on the properties of the vitreous material. Ss expands considerably at around the softening point of the vitreous material the end. The coefficient of linear expansion of the molded Profc ducts at lower temperatures is for the present Invention very important. This expansion coefficient has the same or a lower value than the metal of the outer tube 3 », however, has a higher value than the porcelain of the insulating tube piece 2.

Im folgenden soll ein Verfahren für das Packen des Isoliermaterials erläutert werden.The following is a method for packing the insulating material explained.

Beispielexample

50 Volumenprozent glasartiges Material aus K0O, Li0O, Na0O, BaO, PbO, B0O0 und SiO0 mit oiiior Übergangs temperatur von50 percent by volume vitreous material made of K 0 O, Li 0 O, Na 0 O, BaO, PbO, B 0 O 0 and SiO 0 with an oiiior transition temperature of

, - . - 2098^9/Ub6l, -. - 2098 ^ 9 / Ub6l

BAD ORIGfNALBAD ORIGfNAL

420 C und einer Teilchengröße von weniger als 250 Masclien/ 2,5 cm und 50 Volumenprozent eines synthetischen Fluorphlogopit-Glimmers mit einer Teilchengröße von OO - 100 Haschen/2,5 cm werden gemischt und sodann mit etwa 7 Volumenprozent Nasser versetzt und durchmischt.420 C and a particle size of less than 250 Masclien / 2.5 cm and 50 volume percent of a synthetic fluorophlogopite mica with a particle size of OO - 100 hashes / 2.5 cm are mixed and then at about 7 percent by volume Wetter added and mixed.

Das Formprodukt 9 gemäß Fig. h wird durch Formen dieser Mischung unter einem Druck von 500 kg/cin unter Verwendung einer Metaliform bei Zimmertemperatur hergestellt. Das Außenrohr 3 besteht aus Edelstahl SUS 27, das isolierende Itohrstück 2 besteht aus Berylliumoxid-Porzellan und die zweite Slektrode 1 besteht aus Chroin-Kupfer-Legierung. Das geformte Produkt 9» besteht aus der Mischung des glasartigen Materials und des Glimmers. Diese Teile werden, gemäß Fig, k zusammengesetzt und während 30 min in einem elektrischen Ofen bei 600 C gehalten. Das Ganze wird sodann in eine Form gesetzt und mit einem Druck von 2 t/cm gepresst, wobei das isolierende Material, welches aus dem glasartigen Material und dem Glimmer besteht, in den Zwischenraum zwischen dem isolierenden liohrstück 2 und der Elektrode 1 einerseits und dem Äußenrohr 3 andererseits gepackt wird« Wenn das geformte Produkt auf 350 °C abgekühlt ist, wird die Kompression beendet und das geformte Produkt wird auf Zimmertemperatur abgekühlt.The molded product 9 shown in Fig. H is produced by molding this mixture under a pressure of 500 kg / cm using a metal mold at room temperature. The outer tube 3 consists of stainless steel SUS 27, the insulating Itohrstück 2 consists of beryllium oxide porcelain and the second slectrode 1 consists of chromium-copper alloy. The molded product 9 »consists of the mixture of the vitreous material and the mica. These parts are assembled according to FIG. K and kept in an electric furnace at 600 ° C. for 30 minutes. The whole is then placed in a mold and pressed with a pressure of 2 t / cm, the insulating material, which consists of the vitreous material and the mica, in the space between the insulating tube 2 and the electrode 1 on the one hand and the outer tube 3 On the other hand, when the molded product is cooled to 350 ° C, the compression is stopped and the molded product is cooled to room temperature.

■Das so gewonnene Produkt mit dem gepackten Isoliermaterial eignet sich ausgezeichnet als Strombegrenzer, da es gegen Zugspannungen auf Grund des Innendrucks des verdampften Strombegrenzungsmaterials beständig ist. Die Masse aus glas-· artigem Material und Glimmer, welche als Isoliermaterial 5 dieses Beispiels dient, hat einen linearen Ausdehnungskoeffizienten im Pereich von 11,5 x 10~ im Bereich von Zimmertemperatur bis zum Erweichungspunkt und einen Erstarrungspunkt von ^50 °C.■ The product obtained in this way with the packed insulating material is excellent as a current limiter as it protects against tensile stresses due to the internal pressure of the evaporated Current limiting material is resistant. The mass of glass like material and mica, which serves as the insulating material 5 of this example, has a linear expansion coefficient in the range of 11.5 x 10 ~ in the range of room temperature up to the softening point and a solidification point of ^ 50 ° C.

BAD ORIQiNALBAD ORIQiNAL

2 U U 8 L 9 / 0 b 6 12 UU 8 L 9/0 b 6 1

Der lineare Ausdehnungs- oder Kontraktionskoeffiaient des isolierenden Materials 5 ist sehr groß, wenn das isolierende Material bei 600 °C komprimiert und auf k50 0C abgekühlt wird. Andererseits hat das isolierende Material eine gute Fließfähigkeit und es wird komprimiert. Demgemäß entsteht durch die Kontraktion kein Spalt oder kein Hohlraum in dem gepackten Isoliermaterial. Wenn das Isoliermaterial in 100 $ gepacktem Zustand auf den Erstarrungspunkt, d. h. auf 450 C abgekühlt wird, so verringert sich der lineare Ausdehnungskoeffizient auf 11,5 x 10" und die Fließfähigkeit verschwindet völlig. Somit wird das isolierende Material 5 niclit durch die Kontraktion des Außenrohrs 3 komprimiert, während das isolierende Rohrstück 2 unter dem Pressdruck steht. Aber das isolierende Rohrstück erhält keine Kompressionsspannung durch die Kontraktion des Isoliermaterials bei Temperaturen, welche oberhalb k50 °C liegen.The linear expansion or Kontraktionskoeffiaient the insulating material 5 is very large, when the insulating material is compressed at 600 ° C and cooled to 0 C k50. On the other hand, the insulating material has good flowability and it is compressed. Accordingly, the contraction does not create a gap or void in the packed insulating material. If the insulating material in the 100% packed state is cooled to the solidification point, ie to 450 C, the linear expansion coefficient is reduced to 11.5 x 10 "and the flowability disappears completely. Thus, the insulating material 5 is not caused by the contraction of the outer tube 3 is compressed while the insulating pipe section 2 is under the compressive pressure, but the insulating pipe section does not receive any compressive stress due to the contraction of the insulating material at temperatures which are above k50 ° C.

¥enn dieses Material jedoch auf eine Temperatur unterhalbHowever, if this material is at a temperature below

e abgekühlt wird, so wird das Isoliermaterial durch die große Kontraktion des Außenrohrs 3 komprimiert, wobei sowohl die durch die Kontraktion hervorgerufene Koraprassionsspannung des Außenrohrs 5 als auch die durch die Kontraktion hervorgerufene Kompressionsspannung der Masse aus glasartigem Material und Glimmer auf das isolierende Rohrstiick 2 aus Berylliumoxid-Poraellan mit dem kleinsten linearen Bxpansionskoeffizienten, d» h. von 5 x 10~ übertragen werden.e is cooled, the insulating material is compressed by the large contraction of the outer tube 3, wherein both the coraprassion tension caused by the contraction of the outer tube 5 as well as the compressive stress of the mass of vitreous due to the contraction Material and mica on the insulating pipe section 2 Beryllium oxide Poraellan with the smallest linear expansion coefficient, d »h. of 5 x 10 ~ can be transferred.

Somit verbleibt das isolierende Rohrstück 2 aus Berylliumoxid-Porzellan unter einer hohen Druckspannung. Die Druckspannung verläuft sowohl in Periphoriericlitung als auch in axialer Richtung. Dabei erhöht sich die Festigkeit im Vergleich zu freiem Berylliumoxid-Porzellan erheblich.This leaves the insulating pipe section 2 made of beryllium oxide porcelain under high compressive stress. The compressive stress runs both in the periphery and in the axial direction. The strength increases considerably compared to free beryllium oxide porcelain.

Hinsichtlich dieser Bodicingen ähnelt das Verfahren do ti Druckformbodingungen in einer Gummipresse nach dor Freigabe des Drucks.With regard to these bodicingen, the procedure is similar to do ti Printing forme conditions in a rubber press after approval of pressure.

209829/0861 BAD209829/0861 B AD

Der erf induiigsgemäß hergestellte Strombegrenzer mit
Selbsterholungseiganschaften Hat eine bleibende Druckspannung in dein isolierenden Rohrstück 2, so daß das
isolierende llohrstück 2 eine große mechanische Festigkeit aufweist und gegen einen hohen Innendruck während der
Stronibegrensungsperiode beständig ist. Darüber hinaus
unterliegt das isolierende Material 5 bei Temperaturen unterhalb 450 C Iceinen Veräaderungen oder Erweichungen und es hat eine große Hitzefestigkeit.
The current limiter manufactured according to the invention with
Self recovery has a permanent compressive stress in your insulating pipe section 2, so that the
insulating llohrstück 2 has a great mechanical strength and against a high internal pressure during the
Stroni cut-off period is constant. Furthermore
the insulating material 5 is subject to distortion or softening at temperatures below 450 ° C. and it has a high heat resistance.

Das Glimmer~Pulver hat die Gestalt flacher Platten und wird im laminierten. Zustand gehalten. Demgemäß hat die Masse aus glasartigem Material und Glimmer eine größere elastische Festigkeit als das glasartige Material allein und es verbricht vorteilhafterweise nicht beim Wechsel von raschem Aufheizen und raschem Kühlen.The mica powder has the shape of flat plates and is laminated in. Condition kept. Accordingly, the A mass of vitreous material and mica has a greater elastic strength than the vitreous material alone and it advantageously does not break down when changing of rapid heating and rapid cooling.

BAD ORlGrNALBAD ORlGrNAL

Claims (2)

— 1P - 1 P - T E IJ T A W S Γ R Ü C II 3T E IJ T A W S Γ R Ü C II 3 . JS tr OmIIe1J re user mit Selbs tcrholuagsf ähigkeit uiit einer ^"''ersten und einer uveiteu Elektrode, uiit einem isolierenden j.iolirstüolr zwischen den Elektroden, dessen IIolilraui3 ein ötronbegrensungsraaterial mit Selasterliolunjs — fähigkoit enthält, mit einem AuBenroIir, velclios das isolierende .ilolirstüclc ungiut und mit einer Jsoliermaterial-■ ■ packung swiüiieii de;:i Aui3etirolir und doai isolierenden Itolir-. JS tr OmIIe 1 J re user with self-recovery ability with a ^ "'' first and a uveiteu electrode, with an insulating j.iolirstüolr between the electrodes, the insulation of which contains an otron-limiting material with selasterliolunjs - ability, with an outer surface, the insulating .ilolirstüclc ungiut and with an insulating ■ ■ pack swiüiieii de;: i Aui3etirolir and doai insulating Itolir- P stück, dadurcix (jekeunzeiclmet, daß das IsoliermaterialP piece, dadurcix (jekeunzeiclmet that the insulating material (5) einen linearen AuGdelmungskoeffisienten aufweist, welcher unterhalb des Erweichungspunktes grciDer ist als dei" lineare ^usdelinuiaGslroerfizietit des isolierenden JRoIrrstücks (2) und welcher gleich dem linearen AusdoiitiunGS-lcoeffizienten des -iußetirohrs (3) oder kleiner als der lineare Ausdehnungskoeffizient des Außenrohrs (3) ist.(5) has a linear expansion coefficient, which is below the softening point greater than the "linear" usdelinuiaGslroerfizietit of the insulating JRoI piece (2) and which equals the linear output coefficient des -iußetirohrs (3) or smaller than the is the linear expansion coefficient of the outer tube (3). 2. Strombegrcnaer nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Material (5) ein Glimmer-Pulver und ein glasartiges Ilaterial mit Kaliumoxid, Natriumoxid, Lithiumoxid, Bariumoxid oder Borsäure-anhydrid als2. Strombegrcnaer according to claim I 1, characterized in that the insulating material (5) is a mica powder and a vitreous Ilaterial with potassium oxide, sodium oxide, lithium oxide, barium oxide or boric anhydride as ^ Ilauptkomponenten und mit geringen Mengen Bleioxid und^ Main components and with small amounts of lead oxide and üiliaiumoxid enthält.Contains ilium oxide. 3· Stroinbegrenzsr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hengo des glasartigen Materials zur Gesamtmenge von glasartigem Ilaterial und Glimmer-Pulver im IJoreich, von 70 - 30 Volumenprozent liegt.3 · Stroinbegrenzsr according to claim 2, characterized in, that the hengo of the vitreous material to the total of vitreous material and mica powder in the IJoreich, from 70 to 30 percent by volume. h. Strombegrenzer nach einem der Ansprüche 2 oder 3f dadurch gekennzeichnet, daß das Glimmer-Pulvei' eine Teilchengröße von 60 - 100 Maschen/2,5 cm aufweist und daß das glasartige Pulver eine Teilchengröße von weniger als P.'jO Ma ο cho n/2 , 5 cm .aufweist. H. Current limiter according to one of claims 2 or 3 f, characterized in that the mica powder has a particle size of 60-100 meshes / 2.5 cm and that the glassy powder has a particle size of less than P.'jO Ma ο cho n / 2.5 cm. 2 Π U l· i) ! , b < BAD ORlGfNAU 2 Π U l · i)! , b < BAD ORlGfNAU - Ί j - - Ί j - 5. Strombegrenzer nach, einem der Ansprüche 1 bis h, dadurch gelee nnseichnet, daß das isolierende ilohr stück (2) aus5. Current limiter according to one of claims 1 to h, characterized in that the insulating ilohr piece (2) is made of gelee raelian oder ^luaiiniunji-Porsellan besteht. *J raelian or ^ luaiiniunji-Porsellan. * J 6. Strombegrenzer nach einem der Ansjjrüche 1 bis 5» dadurcli gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (k) mit einem ünde des Auß-enrohrs (3) verschraubt ist und daß auf das andere Ende des Außenrohrs (3) eine Überwurfmutter (S) aufgeschraubt ist, welche über eine Isolierscheibe (7) an einem Flansch (1a) der zweiten Elektrode (i) angreift.6. Current limiter according to one of the claims 1 to 5 »dadurcli characterized in that the first electrode (k) is screwed to one end of the outer tube (3) and that a union nut (S) is screwed onto the other end of the outer tube (3) which engages a flange (1a) of the second electrode (i) via an insulating washer (7). 7. Strombegrenzer nach, einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (3) aus Edelstahl oder Messing besteht.7. Current limiter according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the outer tube (3) made of stainless steel or Brass is made. 8. Strombegrenzer nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 7» dadurcli gekennzeichnet, daß das Außenrohr (3) sich über den Planschen (1a) der zweiten Elektrode (1) hinaus erstreckt und einen Innenflansch (3a) aufweist.8. Current limiter according to one of claims 1 to 5 or 7 » dadurcli characterized in that the outer tube (3) extends over the splash (1a) of the second electrode (1) extends out and has an inner flange (3a). 2.3.72-2.3.72- 2 (J J ν ζ 0 / U S b 1 8^ ORIGINAL,2 (JJ ν ζ 0 / US b 1 8 ^ ORIGINAL, Leersei teBlank page
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2931440A1 (en) * 1978-08-08 1980-02-14 Mitsubishi Electric Corp PERFORMANCE INTERRUPTER

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DE2931440A1 (en) * 1978-08-08 1980-02-14 Mitsubishi Electric Corp PERFORMANCE INTERRUPTER

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E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
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