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Sicherung Die Erfindung betrifft eine Sicherung für den wiederholten
Gebrauch, die in einem elektrischen Schaltkreis als Überlastschutz einsetzbar ist
und welche die Unterbrechung des Schaltkreises mittels eines in der Sicherung befindlichen
Lichtes anzeigt.
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Die bekannten Sicherungen, welche ein leicht schmelzendes Metallband
oder einen leicht schmelzenden Metalldraht enthalten, sind nur für einen einmaligen
Gebrauch auslegt und müssen nach dem Durchschmelzen des Metalls völlig ersetzt oder
durch Erneuern des Drahtes repariert werden. Der Draht wird oft durch einen Draht
mit größerer Abmessung ersetzt, so daß ein stärkerer Strom als der zulässige fließen
und dadurch die Leitungen und Haushaltsgeräte gefährden kann.
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Ein weiterer Nachteil solcher Sicherungen besteht darin, daß die Stromunterbrechung
nicht angezeigt wird. Wenn der Haushalt eine große Anzahl von Sicherungen aufweist,
erfordert dies manchmal das Herausnehmen und Prüfen einer großen Anzahl von Sicherungen,
bevor die durchgebrannte Sicherung ermittelt wird.
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Um diese Nachteile zu beseitigen, hat man automatische wiederbenutzbare
Sicherungen entwickelt, die nach dem Prinzip arbeiten, daß ein Kontakt durch die
Ausdehnung eines Metallbandes ausgelöst wird, nachdem dieses durch einen zu starken
Strom erhitzt worden ist. Die Kosten dieser automatischen Sicherungen sind jedoch
relativ hoch, wodurch ihr Einsatz im großen Rahmen beeinträchtigt wird.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin,
eine billige Sicherung für den wiederholten Gebrauch zu schaffen. Bei einer solchen
Sicherung soll eine Alarmlampe verwendet werden, die bei der Unterbrechung des Stroms
nach dem Durchschmelzen des Schmelzbandes in der Sicherung aufleuchtet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine wiederverwendbare Sicherung
gelöst, die aus einer Sicherungspatrone, einem austauschbaren Sicherungszapfen,
der in die Patrone eingesetzt ist, und aus einer Glühlampe besteht, die mit der
Patrone durch eine Dauerbefestigung verbunden ist. Diese Sicherung zeichnet sich
durch folgende Merkmale aus: 1) Der Sicherungszapfen hat die Form eines Rohres aus
Isoliermaterial und einen vorzugsweise polygonalen Querschnitt, ist auf der Außenfläche
mit einer Anzahl von durchschmelzbaren Bändern oder Drähten versehen, von denen
jeweils einer an einer der Polygonseiten oder Ränder parallel zur Zapfenachse befestigt
ist, wobei alle Bänder an ihren entsprechenden Enden vorzugsweise miteinander verbunden
sind und der. Zapfen in eine entsprechende öffnung in der Sicherungspatrone so einsetzbar
ist, daß sein außenseitiges Ende aus der Patrone für eine Drehung von Hand vorsteht.
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2) Die Patrone besteht aus Isoliermaterial, hat eine Form welche ihr
Einsetzen in ein genormtes Sicherungsgehäuse ermöglicht,und ist mit einer öffnung
für die Aufnahme und feste Halterung des Zapfens versehen, wobei zwei Metallkontaktspitzen
vorzugsweise elastischer Bauweise in der Öffnung vorgesehen sind, von denen jede
mit einem Schmelzband in Kontakt steht und die leitend mit zwei Kontaktgebern bzw.
-stücken verbunden sind, die an der Außenseite der Patrone für die Aufnahme des
Stroms von dem Sicherungsgehäuse befestigt sind.
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3) Die Glühlampe ist in der Patrone so befestigt, daß sie von außen
sichtbar ist und in eine Schaltung zwischen den äußeren Kontaktgebern der Patrone
parallel zu dem durch den Sicherungszapfen fließenden Hauptstrom eingesetzt ist,
wobei die Schaltung einen Widerstand hat, der viel größer ist als der Widerstand
eines jeden schmelzbaren Bandes oder Drahtes.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die Patrone eine bekannte
Federklemmenbauweise.
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Bei einer anderen Ausführungsform hat der Zapfen die Form eines polygonalen
Prismas mit einer mittleren zylindrischen Bohrung, wobei ein Außenende mit einem
relativ großen Durchmesser als Knopf für das Drehen von Hand dient.
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Anhand der beiliegenden Zeichnungen-wird die Erfindung beispielsweise
näher erläutert.
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Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine wiederbenutzbare Sicherung
der Federklemmenbauweise mit auf einer Seite des Sicherungszapfens befindlichen
Kontaktspitzen.
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Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Sicherung von Fig. 1, die teilweise
längs der Linie A-A von Fig. 1 geschnitten ist.
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Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie B-B von Fig. 2.
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Fig. 4 ist eine Seitenansicht des in die Patrone einzusetzenden Sicherungszapfens.
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Fig-. 5 ist ein Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer
Federklemmensicherung, bei welcher die Kontaktspitzen auf gegenüberliegenden Seiten
des Sicherungszapfens sitzen.
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Fig. 6 ist ein Schnitt -längs der Linie C-C von Fig. 5.
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Fig. 7 ist ein Schnitt längs der Linie D-D von Fig. 5.
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Fig.- 8 ist eine- Seitenansicht des Sicherungszapfens der Sicherung
der Figuren 5 bis 7.
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Fig. 9 ist ein Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer
Sicherung mit einer Schraubpatrone für die Aufnahme der wiederbenutzbaren Sicherung.
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Fig. 1o ist ein Längsschnitt durch eine Schraubpatrone nach US-Normen
für die Aufnahme einer wiederbenutzbaren Sicherung.
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Fig. 11 ist ein Querschnitt durch einen achteckigen Sicherungszapfen
mit konkaven Seiten.
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Im folgenden wird auf die Lage der Sicherungspatrone in dem Sicherungsgehäuse
derart Bezug genommen, daß diejenigen Teile, die zur Oberseite und zur Unterseite
des Zeichnungsblattes weisen, als "außenliegende" oder äußere" bzw.
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"innenliegende" oder "innere Teile bezeichnet werden.
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Der Patronenkörper I der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Federklemmenbauweise
besteht aus einem starren dielektrischen Material und hat einen blockförmigen, als
Griff dienenden äußeren Abschnitt 1 und einen blockförmigen schmaleren und kürzeren
inneren Abschnitt 2, dessen Größe und Form für das Einsetzen in ein genormtes Sicherungsgehäuse
geeignet ist. Der Patronen- bzw. Fassungskörper istin der Mitte rechtwinklig zur
Außenfläche 3 von einer zylindrischen Bohrung 4 durchsetzt, die bis zu einer Tiefe
von der halben Stärke des äußeren Abschnittes 1 gesenkt ist, so daß ein zylindrischer
Hohlraum 5 gebildet wird, dessen Durchmesser größer ist als die Breite dieses Abschnittes,
so daß die Seitenflächen dieses Abschnittes durchschnitten sind. Der innere Abschnitt
2 ist in zwei Teile, nämlich einen mittleren Teil 2.1 und eine Einfassung 2.2, durch
einen Längsschlitz 6 geteilt, der sich parallel zu der langen Blockseite zwischen
dem letzteren und der Bohrung 4 erstreckt. Der Schlitz 6 ist mit der Bohrung 4 durch
einen vertikalen Schlitz 7 koaxial zur Bohrungsachse verbunden.
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Das Mittelteil 2.1 ist an seinen beiden innenliegenden Ecken mit zwei
dreieckigen Laschen 8 versehen, was an sich bekannt ist, um die beiden Federklemmen
9, 9' in Lage zu halten.
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Diese Klemmen sind von bekannter Konstruktion und an dem Körper jeweils
durch einen Niet 1o üblicher Ausführung befestigt. Die Modifizierung gegenüber der
bekannten Ausführungsform besteht jedoch darin, daß jede Klemme einen elastischen
horizontalen Kontaktfinger 11 bzw. 11' hat, der sich zur Mitte und in den Schlitz
7 erstreckt. Die Enden dieser Kontaktfinger sind dort, wo sie den Schlitz 7 treffen,
U-förmig abgebogen, wobei die Basis des "U" in die Bohrung 4 eintritt, wo die beiden
Basen dann Kontakt mit den Enden eines schmelzbaren Bandes 22 des Sicherungszapfens
II haben.
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Dieser in Fig. 4 gezeigte Sicherungszapfen ist aus einem ähnlichen
Material wie der Patronenkörper hergestellt und besteht aus einem rohrförmigen Abschnitt
20, der mit einem gerändelten Knopf 22 an seinem äußeren Ende und mit einer Mittelbohrung
22 versehen ist, die sich über seine ganze Länge erstreckt.
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Die Außenseite des inneren Teils des Rohres hat die Form eines fünfeckigen
Prismas 24, das im Querschnitt in Fig. 3 gezeigt ist. Jede Seite des Prismas ist
mit einem schmalen Band oder Draht 22 eines schmelzbaren Materials plattiert, welches
vorzugsweise durch ein elektrolytisches Verfahren aufgebracht wird.
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Fig. 1 bis 3 zeigen diesen Sicherungszapfen eingesetzt in die Patrone,
wobei der gerändelte Knopf in den Hohlraum 5 versenkt ist und an den Seiten für
das-Ergreifen und Drehen zwischen Daumen und Zeigefinger vorsteht. In der Mitte
der Bohrung 4 der Patrone ist eine Glühlampe III mit sehr kleinem Durchmesser angeordnet
und in der Bohrung durch zwei steife Drahtleiter 12 gehalten, deren Enden mit den
beiden Klemmen 9 bzw. 9' verbunden sind. Die Lampe hat eine Größe, die ihr Einführen
in die Mittelbohrung 23 des Sicherungszapfens ermöglicht. Die Lampe ist durch die
Bohrung von außen her sichtbar. Die Lampe hat verglichen mit dem Widerstand des
Sicherungsdrahtes oder -bandes einen hohen elektrischen Widerstand.
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Die in den Figuren 5 bis 7 gezeigte Ausführungsform ist der vorstehend
beschriebenen Mehrfachsicherung sehr ähnlich.
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Der Unterschied besteht darin, daß zwei flexible Kontaktfinger an
gegenüberliegenden Seiten des Sicherungszapfens vorgesehen sind, der hier einen
sechseckigen Querschnitt (Fig. 7, Fig. 8) hat. Dieser Sicherungszapfen IIa hat einen
Keramikkörper, der im wesentlichen zu dem in Fig. 4 gezeigten
identisch
ist, jedoch eine geradzahlige Anzahl von Seiten und Kanten hat. Der Zapfen unterscheidet
sich von dem Zapfen der vorhergehenden Ausführungsform auch noch dadurch, daß sein
inneres Ende eine Fase 25 für das leichtere Einführen in die Patrone hat. Der Hauptunterschied
liegt in den Bereichen, die von dem schmelzbaren Material bedeckt sind, welches
aus Bändern 22' besteht, die längs der Ecken des polygonalen Prismas 24 aufgebracht
sind. Im Gegensatz dazu sind bei den Zapfen der zuerst beschriebenen Ausführungsform
Bänder auf die Prismenseiten aufgebracht. Zusätzlich sindalle Bänder 22' durch eine
Schicht aus schmelzbarem Material miteinander verbunden, das auf die Fasenflächen
25 aufgebracht ist.
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In Fig. 5 und 6 ist der Zapfen eingesetzt in einen Patronenkörper
Ia gezeigt, der dem Körper I der ersten Ausführungsform sehr ähnlich ist, jedoch
den wesentlichen Unterschied hat, daß der Rörper einen innenliegenden Abschnitt=2'
hat, der an beiden Seiten durch Schlitze 7 geschlitzt ist, die von der Außenseite
her in die zylindrische Bohrung 4 einschneiden. Obwohl die Einfassung 2.2 der zuerst
genannten Ausführungsform soweit wie das Mittelteil 2.1 nach unten reicht, hat der
Patronenkörper dieser Ausführungsform zwei Einfassungen 2.2, die von dem Mittelteil
2.1 durch zwei Schlitze 6 getrennt sind, wobei die Einfassungen etwa um die Hälfte
der Tiefe der letzteren nach unten ragen.
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Die Hauptkoiitakte zur Führung des Stroms von dem Sicherungsgehäuse
aus bestehen aus zwei Metallbändern 9 und 9', -die um zwei dreieckige Laschen 8
an dem inneren Enle des Mittelteils gebogen und an dem Abschnitt 1 -des Patronenkörpers
durch zwei Nieten 1o befestigt sind. Jedes Rontaktband besitzt einen sich seitwärts
erstreckenden, flexiblen Kontaktfinger 11 bzw. 11', der zur Mitte ragt und den Teil
der Schlitze 7 auf gegenüberliegenden Seiten des SicheruntszapIens abdeckt. Das
Ende eines jeden Kontaktfingers ist in V-Form
so gebogen, daß eine
metallüberzogene Kante des Zapfens umschlossen ist, wodurch die Kontaktbänder 9
leitend verbunden sind.
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Ähnlich wie bei der zuerst beschriebenen Sicherung ist eine Birne
III in die Bohrung 23 des Sicherungszapfens eingesetzt und durch zwei Leiter 13
mit den Kontaktbändern 9 durch Verlöten oder dergleichen verbunden.
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Die in Fig. 9 gezeigte wiederbenutzbare Sicherung wird zusammen mit
einem in Europa üblichen Gehäuse benutzt.
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Sie enthält eine hohle Patrone I mit Kontaktbändern II und II', zwischen
die ein Sicherungszapfen III der in den Figuren 4 oder 5 gezeigten Bauweise eingesetzt
ist. Die Patrone I ist zwischen der nicht gezeigten Gehäusebasis und einem Schraubdeckel
IV bekannter Bauweise unter Druck gehalten, wobei ein elektrischer Kontakt zwischen
der inneren Metallauskleidung 51 des Schraubdeckels und einer äußeren Kontaktplatte
41 an der Patrone einerseits und zwischen einer Basisplatte in dem Gehäuse und einer
inneren Kontaktplatte an der Patrone andererseits hergestellt wird.
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Die Verdrahtung innerhalb des Patronenkörpers verbindet das Kontaktband
II mit der äußeren Kontaktplatte 41 und das gegenüberliegende Band 11' mit der inneren
Kontaktplatte 42. In gleicher Weise wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
ist eine kleine Lampe bzw.
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Birne III in einer Parallelschaltung angeordnet. Der wiederbenutzbare
Sicherungszapfen wird in die Patrone von der Außenseite her durch den Schraubdeckel
IV eingesetzt, wobei sein gerändelter Knopf 21 für ein leichtes Drehen vorsteht.
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Fig. 1o zeigt eine Schraubpatrone, wie sie nach USA-Normen benutzt
wird. Die Teile, welche denen der Ausführungsform von Fig. 9 entsprechen, brauchen
nicht mehr erklärt zu werden.
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Der Querschnitt durch einen achteckigen Sicherungszapfen gemäß Fig.
11 unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen dadurch,
daß die Seiten des Prismas etwas konkav sind, wodurch die feste Fixierung der Kontaktbänder
verbessert wird.
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Die vorstehend beschriebene Mehrfachsicherung arbeitet folgendermaßen:
In dem in der Zeichnung gezeigten montierten Zustand sitzt sie in einem Sicherungsgehäuse
genormter Bauweise. Wenn der Sicherungsdraht oder das Sicherungsband, welches mit
den Kontakten durch die Kontaktfinger 11 und 11' verbunden ist, durch eine Überlastung
schmilzt, leuchtet die kleine Birne auf, da die gesamte Spannung nun an ihrem Glühfaden
anliegt. Wenn jemand auf das Sicherungsbrett sieht, erkennt er sofort die ausgebrannte
Sicherung, so daß er den Schaden reparieren kann. Nachdem die Ursache der Uberlastung
beseitigt worden ist, erlischt die Birne.
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Die Sicherung kann nun dadurch erneut aktiviert werden, daß sie soweit
gedreht wird, bis ein neues Sicherungsband mit den abgebogenen Enden der Finger
11 und 11' in Kontakt kommt.
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Der Sicherungszapfen der in Fig. 4 gezeigten Bauweise kann fünfmal
nacheinander benutzt werden. Es besteht jedoch keinerlei Schwierigkeit, einen Zapfen
mit einem polygonalen Prisma mit mehr Seiten herzustellen, beispielsweise ein Siebeneck.
Der Sicherungszapfen gemäß Fig. 8 kann nur dreimal gedreht werden, der in Fig. 11
gezeigte viermal.
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Danach muß er durch einen neuen Zapfen ersetzt werden. Es ist auch
möglich, die in den Figuren 5 bis 7 gezeigte Patrone mit einem Sicherungszapfen
der in Fig. 4 gezeigten Bauweise zu benutzen, d.'h. mit schmelzbaren Bändern, die
auf die Seiten des Prismas aufgebracht sind. In diesem Fall wird jedoch ein Prisma
mit einer geraden Zahl von Seiten erforderlich.
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Es kann jedes dielektrische Material benutzt werden.
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Aufgrund der geringen Kosten und der guten Herstellungsgenauigkeit
werden jedoch spritzgießbare Kunststoffe verwendet.