DE2547990A1 - Hochspannungssicherung - Google Patents

Hochspannungssicherung

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DE2547990A1
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DE
Germany
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striker
voltage fuse
parts
bolt
fuse according
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Pending
Application number
DE19752547990
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English (en)
Inventor
Gustav Michalzik
Hermann Pesch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wickmann Werke AG
Original Assignee
Wickmann Werke AG
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10Operating or release mechanisms
    • H01H71/12Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/14Electrothermal mechanisms
    • H01H71/20Electrothermal mechanisms with fusible mass
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/30Means for indicating condition of fuse structurally associated with the fuse
    • H01H85/303Movable indicating elements
    • H01H85/306Movable indicating elements acting on an auxiliary switch or contact

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  • Fuses (AREA)

Description

  • Hochspannungssicherung
  • Die Erfindung betrifft eine Hochspannungssicherung mit einem oder mehreren Hauptschmelzleitern und einem in der Ruhelage unter Federkraft stehenden Schlagstift, der durch ein bei Erwärmung schmelzendes Verbindungsglied zwecks Auslösung eines Schalters freigegeben wird, bevor die Hauptschmelzleiter schmelzen.
  • Bei einer bekannten Hochspannungssicherung (DT-OS 1 463 655) besteht das bei Erwärmung schmelzende Verbindungsglied aus einem Halteschmelzleiter, von dem ein Ende mit dem unter Federwirkung stehenden Schlagstift fest verbunden ist, während das andere Ende durch eine Isolierplatte hindurchgeführt und hinter dieser mittels eines Kerbverbinders festgehalten ist. Der Halteschmelzleiter ist so dimensioniert, daß er bereits im berstromgebiet, nämlich vor den Hauptschmelzleitern durchschmilzt, so daß der Schlagstift freigegeben und zwecks Auslösung des Schalters durch die Federkraft aus dem Sicherungsgehäuse herausgetrieben wird. Als in der Wärme schmelzendes Verbindungsglied findet an Stelle eines Halteschmelzleiters auch ein Lotbutzen Verwendung, der an die Stelle des vorerwähnten Kerbverbinders tritt. Auch Bimetallvorrichtungen sind als Mittel zur Freigabe des festgehaltenen Schlagstiftes bekannt. Ein ähnliches Auslöseprinzip findet bei einer anderen bekannten Hochspannungssicherung (DT-Gbm 7 016 823) Verwendung, wo ein ganz oder teilweise aus einem Thermoplast-Kunststoff bestehender Schlagstift mit einer vorgegebenen Querschnittsschwächung ausgebildet ist, die so bemessen ist, daß die Schlagstiftspitze bei Erreichen der gewünschten Ansprechtemperatur am Ort der Querschnittsschwächung von der Halterung gelöst und ausgestoßen wird.
  • Es hat sich jedoch gezeigt, daß die in der Wärme schmelzenden Verbindungsglieder der bekannten Hochspannungssicherungen, sei es in der Form des Halteschmelzleiters, sei es in Gestalt des Lotbutzens oder auch der Querschnitts schwächung stets einer mechanischen Dauerbeanspruchung ausgesetzt sind, die auf relativ kleine Flächen wirken. Hierdurch treten örtlich sehr hohe spezifische Belastungen (Kraft je Flächeneinheit) auf, die leicht zu einem vorzeitigen Nachgeben, d.h. zu einer ungewollten Auslösung des Schalters und damit zu einer unerwünschten Unterbrechung der Energieversorgung führen.
  • Weiterhin sind diese mechanisch hochbelasteten Lötstellen, Bimetallsperren od. dgl. empfindlich gegen Stöße und Schwingungen, die schon während des Transportes und nach dem Einbau durch Transformatorschwingungen auftreten. Vielfach sind die bekannten Hochspannungssicherungen, beispielsweise die mit Bimetallsperren versehenen Ausführungsformen, in der Herstellung zu kompliziert und damit zu teuer.
  • Es besteht daher die Aufgabe, eine Hochspannungssicherung der eingangs genannten Art in einfacher Weise so auszubilden, daß eine vorzeitige Auslösung des Schlagstiftes unter allen Umständen vermieden und eine robuste sowie in der Herstellung einfache Schlagvorrichtung entsteht.
  • Als Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Schlagstift oder dessen Halterung aus mindestens zwei Teilen besteht, die durch ein in der Wärme schmelzendes Verbindungsglied zusammengehalten sind.
  • Dieser erfindungsgemäßen Lösung liegt der Gedanke zugrunde, den Schlagstift oder dessen Halterung zweiteilig zu gestalten und diese beiden Teile durch ein in Ubereinstimmung mit der gewählten Ansprechtemperatur schmelzendes Verbindungsglied herkömmlicher Art, beispielsweise aus einem eutektischen Lot bestehend, zusammenzufügen. Denn diese Lösung ermöglicht eine Gestaltung einer Verbindungsstelle, bei der die spezifische Belastung außerordentlich klein gehalten werden kann. Dadurch ist es möglich, eine zuverlässige Verbindung zwischen den beiden Teilen des Schlagstiftes oder dessen Halterung herbeizuführen, die erst dann gelöst wird, wenn im Überstrombereich das Verbindungsglied zum Schmelzen gebracht wird. Dann wird der vordere Teil des Schlagstiftes nach außen getrieben zum Auslösen des Schalters.
  • So ist das Verbindungsglied erfindungsgemäß beispielsweise als Schicht aus einer schmelzbaren Masse gebildet, die zwischen Haftflächen der beiden Teile des Schlagstiftes eingebettet ist. Ganz gleich welche Gestaltung die Verbindungsstelle der Teile des Schlagstiftes oder dessen Halterung erfährt, in jedem Falle wird der unter Federeinwirkung stehende Teil des Schlagstiftes durch die zwischen den Haftflächen der beiden Teile eingebettete Schicht, die beispielsweise aus eutektischem Lot besteht, sicher festgehalten.
  • Vorzugsweise sind die beiderseitigen Haftflächen geriffelt oder in anderer Weise so ausgebildet, daß die Masse in die Unebenheiten der Haftflächen einfließen kann. Dadurch wird ein sicherer formschlüssiger Eingriff der als Verbindungsglied wirkenden Masse an den Haftflächen erreicht, deren Oberfläche hierdurch außerdem wesentlich vergrößert wird.
  • Die vorgenannten erfindungsgemäßen Maßnahmen lassen sich auf mannigfache Formen der Verbindungsstelle zwischen den beiden Teilen anwenden. Vorzugsweise ist jedoch der eine der beiden Teile als Schlagstiftspitze mit hohlzylindrischem Schaft und der andere als Halterung dienende Teil als in den Schaft mit loser Spielpassung eingreifenderBolzen ausgebildet, an dessen hinterem Ende eine Öse zum Festhalten des Schlagstiftes angebracht ist.
  • Insbesondere im Hinblick auf diesen beiderseitigen Eingriff der beiden Teile des Schlagstiftes wird deutlich, daß eine sehr sichere Verbindung zwischen den beiden Teilen herstellbar ist, wenn der rings um den Bolzen in dem hohlzylindrischen Schaft verbleibende Zwischenraum zwischen den beiden Teilen mit einer in der Wärme schmelzenden Masse, beispielsweise mit eutektischem Lot, ausgegossen wird. Dennoch läßt sich durch Wahl geeigneten Materials insbesondere für den Teil, der den hohlzylindrischen Schaft umfaßt, ein Schmelzen der eingebetteten Verbindungsschicht in Abhängigkeit von einer bestimmten Temperatur in Verbindung mit einem genau berechenbaren Wärmeübergang sowie Wärmedurchgang erreichen.
  • Abweichend von der vorgenannten Gestaltung kann es für bestimmte Anwendungsfälle zweckmäßig sein, wenn der eine der beiden Teile eine Schlagstiftspitze mit einem am hinteren Ende ausgebildeten Bolzen ist und der andere als Halterung dienende Teil vorn mit einem hohlzylindrischen Schaft versehen ist, in dem der Bolzen mittels des als Schicht bzw. Füllung aus schmelzbarer Masse ausgebildeten Verbindungsgliedes festgehalten ist.
  • Bei dieser Lösung werden die Eingriffsverhältnisse umgekehrt, indem nun die vorzugsweise massiv ausgebildete Schlagstiftspitze mit ihrem am hinteren Ende ausgebildeten Bolzen in den hohlzylindrisch ausgeführten Schaft der Halterung eingreift und dort mittels des Verbindungsgliedes verankert ist. Im Rahmen dieser Lösung ist es zweckmäßig, daß das Bolzenende der Schlagstiftspitze gegenüber der letzteren im Durchmesser zurückgesetzt und von dieser durch einen Bund getrennt ist, der als Anschlag beim Aufsetzen der Halterung auf den Bolzen dient.
  • Ganz gleich, welche Eingriffsverhältnisse gewählt werden, läßt sich die Verbindung zwischen dem Bolzen und dem hohlzylindrischen Schaft noch dadurch weiter verbessern, daß der Hohlzylinder vorzugsweise ein Innengewinde und der Bolzen ein hiervon im Durchmesser abweichendes Außengewinde aufweist.
  • Dem gleichen Zweck dient eine weitere erfindungsgemäße Maßnahme, wonach der Bolzen an seinem vorderen in den Hohlzylinder einführbaren Ende eine Verdickung aufweist.
  • Auch diese Verdickung trägt dazu bei, ein unerwünschtes bzw. verfrühtes Lösen der beiden Teile zu vermeiden.
  • Der Schlagstift selbst wird vorzugsweise aus Leichtmetall hergestellt. Das Verbindungsglied, nämlich die zwischen den beiden Teilen des Schlagstiftes oder dessen Halterung eingebettete Schicht besteht vorzugsweise aus eutektischem Lot. Je nach gewünschter Reaktionstemperatur sind auch andere schmelzbare Massen anwendbar, wie z.B.
  • Wachse oder gießbare Thermoplaste.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 den Längsschnitt einer Schlaganordnung innerhalb einer Hochspannungssicherung gemäß der Erfindung mit unterteiltem Schlagstift; Fig. 2 die Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des Schlagstiftes, teilweise im Schnitt; Fig. 3 eine andere Ausführungsform eines unterteilten Schlagstiftes.
  • In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist ein Schlagstift 1 in eine hohlzylindrische Schlagstiftspitzela und einen Bolzen ib unterteilt, der am hinteren Ende ein Bund 4 sowie eine öse 7 aufweist, in die ein Haltedraht 8 eingreift. In der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise ist als Verbindungsglied 3 eine Schicht aus eutektischem Lot in den Zwischenraum zwischen der Innenwandung der hohlzylindrischen Schlagstiftspitze ta und der Außenwandung des Bolzens tb eingebettet. Die vorgenannten Haftflächen sind vorzugsweise geriffelt oder mit Gewinde versehen oder in anderer Weise aufgerauht, um eine sichere Haftung der Schicht 3 an den einander gegenüberliegenden Flächen der Teile 1a und Ib zu erreichen. Der so gebildete Schlagstift 1 wird bis zum Anschlag seines Bundes 4 in die mittige öffnung eines Führungstellers 5 eingeführt und gegen den Druck einer aus der Zeichnung ersichtlichen Schraubenfeder 6 in seine Ausgangslage gebracht, in der der unter Federeinwirkung stehende gesamte Schlagstitt 1 durch den Haltedraht 8 innerhalb des Gehäuses i6 der Hochspannungssicherung festgehalten wird. Sobald im überstrombereich bei Erreichen der Ansprechtemperatur und ausreichendem Warmedurchgang zur eingebetteten Lotschicht 3 letztere schmilzt, wird die kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Schlagstiftteilen 1a und 1b aufgehoben, so daß die Schlagstiftspitze 1a durch den Druck der Schraubenfeder 6 das Gehäuse 16 durchschlagend nach außen getrieben wird zwecks Auslösung eines entsprechend angeordneten Schalters.
  • Bei einer Kurzschlußunterbrechung wird in bekannter Weise der Haltedraht 8 durchgebrannt, so daß der gesamte Schlagstift 1 unter der Wirkung der Druckfeder 6 nach außen getrieben wird.
  • Die Ausführungsform gemaß Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig. 1 im wesentlichen durch eine Verdickung 14 am vorderen Ende des Bolzens ib sowie durch eine geschlossene Form einer Öse 13. Die Verdickung 14 verstärkt den Widerstand der Verbindung zwischen den Teilen 1a und 1b gegen vorzeitiges Lösen aufgrund mechanischer Beanspruchung oder Alterung.
  • Bei dem Ausführunqsbeispiel gemäß Fig. 3 ist unter Beibehaltung des erfindungsgemäßen Prinzips eine Umkehrung dargestellt, bei der an einer massiven Schlagstiftspitze 9 hinter dem angeformten Bund 4 ein Bolzen 10 verringerten Durchmessers vorhanden ist, der in eine hohlzylindrische und mit einer Öse 7 versehene Halterung 12 eingreift, wobei zwischen den beiden Teilen als Verbindungsglied wiederum eine Schicht 3 aus schmelzbarer Masse eingebettet ist. Auch in diesem Fall sind die Haftflächen der Teile tO und 12 vorzugsweise aufgerauht bzw. mit Gewinde versehen zur Herbeiführung einer sicheren Verbindung, die auch anhaltender mechanischer Beanspruchung widersteht.
  • In jeder Ausführungsform gewährleistet die Erfindung somit die Funktion des Schlagstiftes 1 sowohl beim Abtrennen der Schmelz leiter im Bereich der sicheren Kurzschlußunterbrechung durch Freigabe seiner Halterung (öse 7 oder 13) in der Schlagvorrichtung als auch bei Wärmebelastung der Sicherung im Bereich geringer öberströme durch Abtrennen der Soilschmelzsteile (Verbindungsglied 3 in Form der eingebetteten Latschicht).
  • - Patentansprüche: -

Claims (10)

  1. Patentansprüche Kochspannungssicherung mit einem oder mehreren Hauptscnelzleitern und einem in der Ruhelage unter Federkraft stehenden Schlagstift, der durch ein bei Eärmung schmelzendes Verbindungsglied zwecks Auslösung eines Schalters freigegeben wird, bevor die Hauptschirelzlelter schmelzen, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Schlagstift (1) oder dessen Halterung aus mindestens zwei Teilen (la, lb) besteht, die durch ein in der wärme schmelzendes Verbindungsglied (3) zusan.engehalten sind.
  2. 2. Hochspannungssicherung nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Verbindungsglied (3) als Schicht aus einer schmelzbaren Masse gebildet ist, die zwischen Haftflächen der beiden Teile (la, lb) des Schlagstiftes (1) eingebettet ist.
  3. 3. Hochspannungssicherung nach Anspruch 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die beiderseitigen Haftflächen geriffelt oder in anderer Weise so ausgebildet sind, daß die Masse (3) in die Unebenheiten der Haftflächen einfließen kann.
  4. 4. Hochspannungssicherung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der eine der beiden Teile (1a, 1b) als Schlagstiftspitze (la) mit hohlzylindrischem Schaft und der andere als Halterung dienende Teil als in den Schaft mit loser Spielpassung eingreifender Bolzen (lb) ausgebildet ist, an dessen hinterem Ende eine öse (7 oder 13) zum Festhalten des Schlagstiftes (1) angebracht ist.
  5. 5. Hochspannungssicherung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der eine der beiden Teile (la, 1b) eine Schlagstiftspitze (9) mit einem am hinteren Ende ausgebildeten Bolzen (10) ist und der andere als Halterung (12) dienende Teil vorn mit einem hohlzylindrischen Schaft versehen ist, in dem der Bolzen (10) mittels des als Schicht bzw.
    Füllung aus schmelzbarer Masse ausgebildeten Verbindungsgliedes (3) festgehalten ist.
  6. 6. Hochspannungssicherung nach Anspruch 5, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Bolzenende (10) der Schlagstiftspitze (9) gegenüber der letzteren im Durchmesser zurückgesetzt und von dieser durch einen Bund (4) getrennt ist, der als Anschlag beim Aufsetzen der Halterung (12) auf den Bolzen (10) dient.
  7. 7. Hochspannungssicherung nach einem der Ansprüche 4 - 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Hohlzylinder ein Innengewinde und der Bolzen (1b oder 10) ein hiervon im Durchmesser abweichendes Außengewinde aufweist.
  8. 8. Hochspannungssicherung nach einem der Ansprüche 4 - 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Bolzen (1b oder 10) an seinem vorderen in den Hohlzylinder einführbaren Ende eine Verdickung (14) aufweist.
  9. 9. Hochspannungssicherung nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Schlagstift (1 oder 9) aus Leichtmetall hergestellt ist.
  10. 10. Hochspannungssicherung nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das als Schicht ausgebildete Verbindungsglied (3) aus eutektischem Lot besteht.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0155373A2 (de) * 1984-03-17 1985-09-25 Felten & Guilleaume Energietechnik AG Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0155373A2 (de) * 1984-03-17 1985-09-25 Felten & Guilleaume Energietechnik AG Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherung
EP0155373A3 (en) * 1984-03-17 1987-04-22 Felten & Guilleaume Energietechnik Ag High-voltage high-power fuse

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