DE24057C

DE24057C - Sicherheits-Vorrichtungen für elektrische Leitungen

Info

Publication number: DE24057C
Application number: DENDAT24057D
Authority: DE
Original assignee: E. weston in Newark, Amerika

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 13. Juni 1882 ab.

Um eine abnorme Stärke des elektrischen Stromes, welche einen Theil der vom Strom durchflossenen elektrischen Vorrichtungen beschädigen könnte, zu verhindern, wird ein kurzer Leiter von höherer Widerstandsfähigkeit als der übrige Theil des Kreises angewendet, welcher das Kreisen normaler Ströme gestattet; derselbe schmilzt jedoch bei abnormem Strome und unterbricht auf diese Weise den Kreis.

Streifen oder Windungen aus feinem Kupfer-, Platin- oder anderem Draht werden gewöhnlich angewendet; sie schmelzen jedoch nur bei sehr hohen Temperaturen, so dafs eine Vorrichtung angebracht werden mufs, um die geschmolzenen Metalltheilchen aufzufangen, weil diese geschmolzenen Metallteile sonst eine Entzündung der Holz- oder anderen brennbaren Theile des Apparates hervorrufen könnten.

Der Zweck dieser Erfindung ist, jede Gefahr der Schädigung des Apparates durch die geschmolzenen Metalltheile zu vermeiden und eine Sicherheitsvorrichtung derartig anzubringen, dafs jede Beschädigung der Drähte oder der damit verbundenen Vorrichtungen durch zu starke Strömung als vollständig ausgeschlossen zu betrachten ist.

Die Erfindung eignet sich vorzüglich zur Verwendung in Verbindung mit Glühlampen für Magazine oder andere Räume, wo das Schmelzen der Metalle nachtheilige Wirkungen hervorrufen könnte.

Die Erfindung besteht in der Hauptsache aus einer Combination der Hauptleitung und der Vorrichtungen zum Nutzbarmachen des Stromes mit derart hergestellten Sicherheitsvorrichtungen, dafs eine Erhöhung des Wärmegrades so auf dieselben einwirkt oder sie in Thätigkeit setzt, dafs der Kreis unterbrochen wird, bevor die in dem Kreise durch einen übermäfsig starken Strom erzeugte Wärme eine solche Höhe erreicht, dafs gewöhnliche brennbare Substanzen, wie z. B. Holz, Papier oder Gewebe, angezündet oder versengt werden.

Die praktischste Art der Ausführung dieser Erfindung besteht in der Anwendung eines Drahtes, Streifens oder einer Windung von einem Metall oder einer Metalllegirung in dem Kreise oder den Abzweigungen desselben, welcher Draht oder dergleichen bei einem geringeren Hitzegrad zum Schmelzen kommt, als erforderlich ist, die erwähnten brennbaren Materialien anzuzünden.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Apparat zur Anwendung solcher Vorrichtungen. Der Apparat besteht aus dem Untertheil B, auf welchem zwei Klammern C C angebracht sind. Diese Klammern C C dienen dazu, um die Enden der Leitungsdrähte aufzunehmen, und sind mit Klemmvorrichtung zur Aufnahme der Enden eines schmelzbaren Leiters A versehen. Eine oder beide Klemmvorrichtungen können justirbar angeordnet werden. Der Untertheil B kann an der Wand oder anderer passenden Stelle und in dem Hauptkreise oder einer der Abzweigungen angebracht werden.

Der Leiter A mufs aufser den oben erwähnten Fähigkeiten auch Biegsamkeit besitzen, und zwar erfüllt eine Legirung aus Zinn, Blei, Cadmium und Wismuth in den nachher angegebenen Verhältnissen die erforderlichen Bedingungen. Die Legirung wird daher in Streifen oder Stäbchen von geeigneter Gröfse verwendet,

welche leicht im Kreise einzuschalten sind. Die Legirungen bestehen aus 4 Gewichtstheilen^Zinn, 2 Gewichtstheilen Blei, 2 Gewichtstheilen. Cadmium und ι Gewichtstheil AVismuth. Diese Metalle bilden eine Legirung, deren Widerstand ungefähr 70 mal so grofs ist als bei Kupfer, und deren Schmelzpunkt ca. 115⁰C. ist. Eine Legirung der ersten drei Metalle besitzt eine mäfsige Ziehuiigsfähigkeit und kann gewalzt werden, ihr Schmelzpunkt jedoch ist 137 bis 144° C. Durch einen Zusatz von Wismuth wird die Legirung fester und zäher und wird der Schmelzpunkt zugleich herabgesetzt. Die Verhältnisse des Wismuth zu den anderen Theilen können variirt werden. Wird das Quantum Wismuth z. B. bis auf 2 Gewichtstheile erhöht, so wird der Schmelzpunkt erniedrigt, die Dehnbarkeit und Schmiedbarkeit jedoch vermindert.

Die hier angegebenen Verhältnisse haben nach gemachten Erfahrungen die besten Resultate ergeben. Wird ein Streifen dieser Legirung von correcter Gröfse in den Kreis einer elektrischen Lampe oder anderer Vorrichtung eingeschaltet, welche normal arbeitet, so tritt keine bemerkbare Wirkung ein. Sollte der Strom in der Lampe jedoch vermehrt werden, so wird der Streifen heifs, schmilzt und verursacht eine Unterbrechung des elektrischen Kreises. Beim Schmelzen der Legirung werden kleine Kügelchen, die einen Wärmegrad von 115⁰C. besitzen, gebildet. Diese Wärme ist jedoch nicht genügend, um nachtheilige Wirkungen hervorzurufen, man kann jedoch verhindern, dafs diese Metalltropfen überhaupt herabfallen, indem der Leiter in Form eines flachen Streifens mittelst Schellacks oder anderen Lackes an einem Streifen Holz befestigt wird. Beim Schmelzen der Legirung wird der Lack aufgeweicht und die Metalltheilchen dadurch festgehalten.

Ein gleiches Resultat wird durch die Anwendung eines flüssigen Leiters von höherer Widerstandsfähigkeit als der übrige Theil des Kreises und eines Behälters aus einem leicht schmelzbaren Material in Combination mit einem getheilten elektrischen Kreise erzielt.

Die Bestandtheile des Flüssigkeitsbehälters erhalten den elektrischen Kreis durch das flüssige leitende Mittel aufrecht, bis die Temperatur der Flüssigkeit so erhöht wird, dafs der Behälter schmilzt.

Dies kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Der einfachste Weg ist, eine in einem Rohr aus Paraffin, Wachs oder ähnlichem Material eingeschlossene Quecksilbersäule anzubringen. Das Quecksilber wird durch eine Vermehrung des Stromes erwärmt, verursacht das Schmelzen des Rohres, läuft aus demselben heraus und ruft auf diese Weise eine Unterbrechung des Kreises hervor. In Fig. 3 und 4 sind Vorrichtungen zur Erreichung dieses Zweckes dargestellt. Das Rohr D ist aus Paraffin, Wachs, Schellack oder anderem geeigneten Material hergestellt, welches bei verhältnifsmäfsig niedriger Temperatur schmilzt. Man kann die in den Figuren angegebenen Formen oder eine andere geeignete Gestalt verwenden. Das Rohr wird mit Quecksilber gefüllt und in geeigneter Weise befestigt. Die Enden der Drähte E E tauchen in die entgegengesetzten Enden der Quecksilbersäule ein. Diese Vorrichtung kann in den Hauptkreis oder in einen der Zweigkreise eingeschaltet werden und wird dementsprechend in Form und Gröfse hergestellt. . Sobald ein übermäfsiges Vermehren des Stromes eintritt, wird das Quecksilber, welches eine gröfsere Widerstandsfähigkeit besitzt als die Leiter, erhitzt, die Hülse schmilzt und das Quecksilber entweicht.

Man kann im Verein mit der vorerwähnten Hülse oder dem Rohr einen Behälter anwenden, um das geschmolzene Wachs und entweichende Quecksilber aufzufangen. Dieser Theil der Erfindung kann bedeutend modificirt werden, ohne von dem Haupttheil der Erfindung abzuweichen. Die Hülse kann z. B. nur zum Theil aus leicht schmelzbaren Materialien hergestellt werden, wobei dieser schmelzbare Theil so. angeordnet ist, dafs das Quecksilber entweichen kann, sobald der schmelzbare Theil durch Erwärmen des Quecksilbers geschmolzen ist.

Eine andere Methode besteht in der Anwendung eines elektrischen Kreises in Verbindung mit einem Drahtstreifen oder einem anderen leitenden Mittel von verhältnifsmäfsig hohem Widerstände, mit Vorrichtungen, welche in normalem Zustande die Neigung besitzen, den Strom zu unterbrechen, und mit einer schmelzbaren Substanz, die von dem Widerstandsdraht umgeben ist oder in unmittelbarer Nähe desselben steht und derart angeordnet ist, dafs die Unterbrechungsvorrichtimg in Contact bleibt, jedoch so, dafs die Vorrichtungen getrennt werden, sobald der Widerstandsdraht erhitzt wird.

Fig. 5 ist eine Vorderansicht,

Fig. 6 eine Seitenansicht und

Fig. 7 der Durchschnitt einer Modification dieser Anordnung.

L ist eine Platte aus Isolirmaterial. M M^x sind die Verbindungssäulen behufs Herstellung der Verbindung mit den Leitungsdrähten. JVJV¹ sind kurze Träger, welche auf L festgeschraubt werden. Eine leichte Feder c ist in dem Träger JV befestigt und besitzt in normaler Stellung die Neigung, die durch punktirte Linien gezeigte Stellung einzunehmen. Die Feder c^l ist an dem Träger JV¹ befestigt. Ist der Apparat gestellt, so mufs die Feder die gröfstmögliche Spannung haben; in diesem Zustande nimmt sie die durch volle Linien gezeigte Stellung ein. O ist ein Träger, P ein Stück Paraffin,

Schellack oder anderes leicht schmelzbares Material von-' solcher Länge, dafs dasselbe zwischen dem Träger O und einer passenden Feder in Stellung gehalten werden kann. R ist ein Stück feiner Draht aus Platin, Kupfer oder anderem geeigneten Material, welches das Kreisen eines normalen Stromes gestattet. Tritt eine Verstärkung des Stromes ein, so wird dieser Draht erwärmt. Der Draht ist um das Stück Paraffin gewickelt und verbindet die Säule M mit dem Träger JV. Ein Verbindungsdraht G wird angewendet, um den Kreis zwischen dem Träger N¹ und der Säule M¹ zu schliefsen. Das von den Windungen R umgebene Stück schmelzbaren Materials wird zwischen der Feder c und dem Träger O eingeführt und die Feder c^x über das Ende der Feder c gelegt, so dafs die letztere in Spannung gehalten wird. In diesem Zustande gestattet der Apparat das freie Durchkreisen eines Stromes von gewöhnlicher Stärke. Sollte der Strom über die normale Stärke vermehrt werden, so werden die Windungen R heifs. Hierdurch wird das Stück schmelzbaren Materials weich, und da dasselbe unter Druck steht, tritt eine Verbiegung ein, so dafs die Feder c¹ von der Feder c abgleiten kann. Dies Abgleiten findet mit solcher Schnelligkeit statt, dafs der Contact sehr schnell unterbrochen wird, ohne die Bildung nachtheiliger Funken zu gestatten. Um das Stück schmelzbaren Materials P gegen die Einwirkung der Wärme noch empfindlicher zu machen, kann man dasselbe aus Wachs, Schellack oder einer ähnlichen Substanz und einem geringen Quantum pulverisirten Kupfers oder anderen Metalles herstellen und die beiden Theile innig mit einander mengen, wodurch die wärmeleitenden Eigenschaften bedeutend ' erhöht werden. Man kann selbstverständlich diesen Theil der Erfindung auf verschiedene Weise ausführen.

In Fig. 7 ist eine Modification dargestellt, bei welcher ein etwas konischer Stöpsel H aus leicht schmelzbarem Material in einer Kupferhülse K von entsprechender Form statt des Stückes oder Stäbchens P angewendet wird. Der Draht R läuft um die Hülse K, ist jedoch von derselben isolirt, so dafs die durch einen zu starken Strom erzeugte Wärme der Hülse mitgetheilt wird.

Hierdurch wird die Fläche des schmelzbaren Pfropfens erweicht und kann vermittelst der Federn c c¹ durch die Hülse getrieben werden. Die Stäbe oder Pfropfen aus schmelzbarem Material sind äufserst leicht zu ersetzen und bilden eine sehr billige, absolut sichere Vorrichtung gegen Unglücksfälle oder Beschädigungen.

Claims

Patent-An sprüche:

1. Die Anordnung einer Säule leitender Flüssigkeit von höherer Widerstandsfähigkeit als die Leiter im Kreise, und einer Hülse, einem Rohr oder Behälter, die ganz oder theilweise aus leicht schmelzbarem Material bestehen und zur Aufnahme der leitenden Flüssigkeitssäule dienen.

2. Die Combination eines elektrischen Kreises mit einem Draht oder ähnlichen Leitungsmittel von höherer Widerstandsfähigkeit als die angewendete Leitung, welchem Draht eine Masse aus leicht schmelzbarem Material umgiebt oder in deren Nähe angeordnet ist, so dafs der Kreis aufrecht erhalten bleibt, bis das schmelzbare Material, das aus einem Stab bestehen oder in einer Hülse eingeschlossen oder auf ähnliche Weise angeordnet sein kann, schmilzt und hierdurch ein Auseinanderschnellen der Federn c c¹ bewirkt und somit den Contact aufhebt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.