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Bezeichnung: Hochspannungs-Hochleistungs-
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Sicherung und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung betrifft
eine Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherung, die im wesentlichen aus einem Keramikrohr,
zwei Metall-Endkappen und aus einem das Sicherungselement tragenden Wickelkörper
besteht; außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen
Sicherung, bei der zumindest die eine Kappe nach dem Einführen des Wickelkörpers
in das Keramikrohr aufgesetzt wird.
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Bei der Herstellung von Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherungen werden
zunächst die beiden Metall-Endkappen auf ein Keramikrohr aufgebracht und dann der
Wickelkörper mit dem Sicherungselement durch eine Öffnung zumindest in der einen
Endkappe in den Innenraum der Sicherung eingeführt; anschließend wird die Öffnung
mit Hilfe eines Deckels und eines Lotsiegels oder durch Verbördeln eines eingelegten
Deckels verschlossen.
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Die Anforderungen an derartige Sicherungen steigen ständig,
insbesondere
werden zunehmend Vollbereichssicherungen verlangt, die einen Zinnschmelzleiter und
einen Silberschmelzleiter in Serienschaltung enthalten. Der Zinnschmelzleiter hat
die Aufgabe, Ströme erfolgreich zu unterbrechen, die unterhalb des Imin des Silberteiles
liegen. Da zwei Sicherungsteile hintereinander geschaltet werden, wobei der Silberteil
über das gleiche Schaltvermögen wie bei einer Teilbereichsicherung verfügen soll,
ergeben sich Unterbringungsschwierigkeiten innerhalb des Sicherungsrohres, wenn
insbesondere die äußeren Abmessungen der einschlägigen DIN-Normen gewählt werden
sollen.
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Als Folge davon sind Durchmesser für den Wickelkörper erforderlich,
die nicht mehr durch die Öffnungen in einer der Metallkappen hindurchpassen, sondern
gerade innerhalb des Keramikrohres Platz finden. Aus diesem Grunde kann bei der
Herstellung kein vormontiertes Sicherungselement mit aufgesetzten Kappen verwendet
werden, sondern zumindest die eine Kappe kann erst nach dem Einführen des Wickelkörpers
in das Keramikrohr aufgesetzt werden.
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Für diese Art der Herstellung ist ein Verfahren bekannt, bei dem der
zylindrische Bereich der später aufgesetzten Kappe eine vorgegebene, relative geringe
Wandstärke aufweist, der mit Hilfe von Magnetkräften auf einen vorbereiteten Sitz
an dem Keramikrohr aufgeschrumpft wird.
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Nachteilig dabei ist, daß der Sitz an dem Keramikrohr durch einen
Schleifvorgang präpariert werden muß, wozu ein erheblicher Aufwand erforderlich
ist. Dadurch entstehen hohe Kosten, die für eine Massenfertigung untragbar sind
(US-PS 4 063 208).
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Darüberhinaus ist ein Verfahren bekannt, bei dem zumindest eine Kappe
mit Hilfe eines heißhärtenden Klebers aufgebracht wird. Die Anwendung dieses Verfahrens
ist jedoch bei einer Vollbereichssicherung so gut wie ausgeschlossen, da eine Gefährdung
des Sicherungselementes eintreten kann.
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Zur Steigerung der Löschfähigkeit ist der Zinnteil des Sicherungselementes
mit einer Silikonummantelung umgeben,
die bei der unvermeidbaren
Wärmebehandlung Schaden nehmen könnte. Die Verwendung eines kalthärtenden Zweikomponentensystems
als Kleber zwischen dem Keramikrohr und zumindest der einen Kappe ist wegen der
langen Aushärtzeiten zu unwirtschaftlich, außerdem sind Undichtigkeiten zu befürchten,
wenn Temperaturwechselbeanspruchungen vorhanden sind, was immer bei Freiluftsicherungen
der Fall ist.
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Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung
einer Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherung zu schaffen, das relativ leicht und
kostengünstig durchzuführen ist und dessen Produkt den Anforderungen einer Vollbereichssicherung
genügt und voll funktionstüchtig ist.
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Bezüglich des Verfahrens besteht die Erfindung darin, daß auf das
entsprechende Ende des Keramikrohres zunächst ein Metallring aufgelötet oderaufgeklebtwird,
dessen AuBendurchmesser kleiner ist als der Kappen-Innendurchmesser, und daß anschließend
auf den Metallring die Kappe aufgesetzt und im Bereich der Uberdeckung mit dem Metallring
an diesen angerollt wird. Allgemein schlägt die Erfindung eine Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherung
vor, bei der zwischen jeder Endkappe und dem Keramikrohr ein Metallring eingefügt
ist, der an das Keramikrohr angelötet oder angeklebt und mit der Kappe formschlüssig
verbunden ist.
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Bei der Erfindung wird nach dem Einführen des Wickelkörpers mit dem
temperaturempfindlichen Sicherungselement keine Wärmebehandlung mehr vorgenommen,
sondern nur noch ein Kaltverformungsvorgang, beispielsweise durch Anrollen.
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Allerdings wird vor dem Einführen des Wickelkörpers das Anlöten des
Metallringes durchgeführt, wozu selbstver ständlich Wärme erforderlich ist, die
jedoch in diesem Stadium der Herstellung nicht schädlich ist. Das Anlöten oder Ankleben
von Metallringen an Keramikwerkstoffe ist bekannt; hier beschreitet die Erfindung
herkömmliche Wege.
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Beim Anrollen der Kappe an den Metallring ist darauf zu achten, daß
die Verformung nicht so stark ist, daß der Verformungsdruck aus dem Anrollvorgang
bis zu dem Keramikrohr vordringt, wodurch dieses eventuell beschädigt werden könnte.
Dabei wirkt allerdings das Lot zwischen dem Keramikrohr und dem Metallring als dämpfender,
weggebender Puffer. Um hier bezüglich der erforderlichen Toleranzen möglichst frei
zu sein, was allgemein die Kosten senkt, kann der Metallring bezüglich des Durchmessers
aus zwei Bereichen bestehen, wobei der im Durchmesser kleinere Bereich ausschließlich
für das Anlöten oder Ankleben an das Keramikrohr dient, während der andere Durchmesserbereich
dem Formschluß zwischen der Kappe und dem Metallring vorbehalten ist. Auf diese
Weise steht ein gewisser Verformungsweg auch für den Metallring in Richtung auf
das Keramikrohr zur Verfügung, ohne daß letzteres dadurch beschädigt werden kann.
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In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
das einen Querschnitt durch den Endbereich des Keramikrohres mit aufgesetzter, aber
noch nicht formschlüssig verbundener Kappe zeigt.
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Auf das äußere Ende eines Keramikrohrs 1 ist ein Metallring 3 aufgeschoben
und mit Hilfe von Lot 4 angelötet.
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Uber das in dieser Weise vorbereitete Ende des Keramikrohrs 1 ist
eine Metall-Endkappe 2 gestülpt, die mittels eines Formschluß-Formvorganges mit
dem Metallring 3 verbunden wird.
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Schematisch ist in der Zeichnung eine Formgebungsrolle 5 angedeutet,
die radial in Richtung auf die Kappe 2 unter gleichzeitiger Drehung derselben voranbewegt
wird. Es ist deutlich zu erkennen, daß bei dem,Formvorgang in Form des Lotes 4 ein
weicher, weggebender Raum zur Verfügung steht, wenn sich der Druck aus der Formrolle
5 bis auf die Innenseite des Metallringes 3 fortsetzt. Trotz der Verformung
an
dieser Stelle ist dann ein Zerplatzen des Keramikrohres 1 nicht zu befürchten.
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Zur Verbesserung bzw. Herbeiführung einer zuyerlässigen Abdichtung
und als Verdrehsicherung ist zwischen dem Metallring 3 und den entsprechenden Bereichen
der Kappe 2 ein anaerober Klebstoff (nicht dargestellt) eingefügt, der vor der Montage
auf eins der beiden Teile oder auf beide Teile aufgetragen wird.
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Die beschriebene Sicherung kann mit Herstellhngstoleranzen gefertigt
werden, die als äußerst grob bezeichnet werden können. Für die Verbindung zwischen
dem Metallring 3 und dem Keramikrohr 1 steht das Lot 4 als "Brücke" zur Verfügung,
während ein übermäßiges Spiel zwischen der Kappe 2 und dem Metallring 3 durch einen
entsprechenden Vorschub,beispielsweise der Formrolle 5, ausgeglichen wird.
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