DE392895C

DE392895C - Elektrische Sicherung mit vielfach unterteiltem Schmelzkoerper

Info

Publication number: DE392895C
Application number: DED38969D
Authority: DE
Original assignee: Loos & Co C
Current assignee: Loos & Co C
Priority date: 1921-01-27
Filing date: 1921-01-27
Publication date: 1924-07-22

Description

Es ist bekannt, daß die Abschaltung eines überlasteten elektrischen Stromkreises bei Verwendung einer Schmelzsicherung am betriebssichersten vor sich geht, wenn der Schmelzkörper möglichst wenig Metall enthält, das in einem Räume zur Verdampfung kommen kann. Aus diesem Grunde arbeiten für niedrige Stromstärken bemessene Sicherungen auch sicherer als solche für größere

ίο Stromstärken. Man hat nun bei höheren Stromwerten eine mehrfache Unterteilung des Schmelzkörpers vorgenommen und die einzelnen Abschmelzdrähte einzeln oder zu mehreren in gesonderten Kanälen der Sicherung untergebracht. Dadurch wird das Stehenbleiben eines Lichtbogens verringert oder beseitigt, weil in den einzelnen Kanälen nicht genügend Metalldampf beim Schmelzvorgang entwickelt werden kann. Der günstigste Fall ist der, wenn ein sehr schwach gewählter Abschmelzdraht in vielfacher Parallelschaltung unter Einhaltung gewisser Mindestabstände zwischen den einzelnen Drähten den Schmelzkörper bildet. Aus praktischen Gründen konnte bisher dieser Weg nur in ungenügendem Maße beschritten werden, da eine Sicherung billig herstellbar sein muß. Die Anordnung der vielfachen Parallelschaltung würde aber bei Anwendung der bisherigen Herstellungsverfahren derartige g₀ Kosten verursachen, daß solche Sicherungen nicht verkäuflich sein würden.

Im nachstehenden sollen mehrere Anordnungen der Schmelzkörper elektrischer Sicherungen mit vielfach parallelgeschalteten Schmelzdrähten, vorzugsweise für gekapselte Ausführung, beschrieben werden, bei denen auf maschinelle Weise eine preiswerte Herstellung möglich wird.

In den Aüb. 1 bis 3 ist beispielsweise eine solche Ausführungsmöglichkeit angegeben.

Ein Isolierkörper i, z. B. aus Porzellan oder aus gepreßter Asbestmasse, besitzt an seinen beiden Enden zwei Metallplatten P₁ und p_z,

die an den Rändern mit kleinen Einkerbungen e versehen sind. Auf diesen Isolierkörper w\va nun, ähnlich wie bei der Bewicklung eines Motorankers, ein sehr feiner Draht von z.B. 0,07mm Durchmesser aus Kupfer oder Silber oder anderen für Abschmelzdrähte geeigneten Metallen auf einer kleinen Wickelmaschine so aufgewickelt, daß die einzelnen Drähte in die Einkerbungen zu liegen kommen und den Isolierkörper in den festgelegten Abständen parallelgeschaltet umgeben. Durch Verlötung der über die Metallplatten p_x und p„ geführten Drähte mit den letzteren wird eine gut leitende Verbindung hergestellt. Der fertig bewickelte Isolierkörper wird nun entweder in einen anderen Isolierkörper a (Abb. 3) mit größerem Innendurchmesser eingesetzt und der Zwischenraum mit Quarzsand o. dgl. gefüllt oder der Isolierkörper i wird von einem isolierenden Asbestzylinder umgeben und in den Isolierkörper α eingeführt. Es ist auch möglich, mehrere in vorbeschriebener Weise hergestellte Isolierkörper mit Abschmelzleitern in einer Sicherungspatrone zu verwenden. Es werden zu diesem Zweck mehrere konzentrisch ineinander passende Zylinder aus Isoliermaterial mit dünndrähtigem Abschmelzdraht maschinell j bewickelt und ineinandergesetzt, so daß [ Patronen für größere Stromstärken auf diese j Weise hergestellt werden können. Abb. 4 stellt einen solchen Isolierkörper vor, auf den der Abschmelzdraht, z. B. wie bei der Bewicklung eines Ringankers, aufgebracht werden kann.

Erfolgt nur eine Außenbewicklung, wie bei einem Trommelanker, so kann nach erfolgter Verlötung der Drähte auf den ringförmigen Platten p_x und p₂ und darauf folgender Beseitigung der radial gespannten Drähte ^₁

und g₂ ein zweiter Isolierkörper nach Abb. 1 bis 3 eingesetzt und der nunmehr gebildete Gesamtkörper in den Außenmantel α gesteckt werden.

Wenn die Unterbringung der vielfach parallelgeschalteten Schmelzdrähte in feinkörnigem oder gepulvertem Material, z. B. Quarzsand, Asbestmehl o. dgl., beabsichtigt ist, kann folgendes Verfahren eingeschlagen werden:

Es werden, wie aus der Abb. 5 zu ersehen ist, zwei parallel geführte Drähte d_% und d_z von etwa 1 bis 2 mm Durchmesser, die mit Einkerbungen k in bestimmten Abständen versehen sind, mit dünndrähtigem Abschmelzdraht ί maschinell so bewickelt, daß diese Drähte in die Einbiegungen zu liegen kommen und die beiden Drähte d_x und d._z verbinden. Es erfolgt darauf eine spiralige Aufwicklung des so gebildeten Metallgeflechtes, wobei gewünschte Abstände zwischen den einzelnen Lagen durch isolierende Zwischenstücke ein- ] gehalten werden können (Abb. 6 und 7). Dann werden die Drahtspiralen Ci₁ und d₂ mit Metallplatten P₁ und p₂ verlötet. Der fertige Körper, welcher zweckmäßig durch ein Porzellanstück i versteift wird, kann darauf in einen Isolierkörper α eingesetzt und die Sicherung in üblicher Weise unter Einfüllung von Quarzsand usw. fertiggestellt werden.

Bei Verwendung von Asbest als Isolier- : material innerhalb der Patrone ist die maschinelle Herstellung noch einfacher und weniger empfindlich.

Aus der Abb. 8 ist diese Anordnung zu ersehen. Mit einem Band m aus Asbestgewebe ο. dgl. wird der dünndrähtige , Schmelzdraht .? verwebt, mit den an den Rändern des Gewebestreifens liegenden ■ Drähten oder Litzen ά_Λ und d., aus verzinntem ; Kupferdraht von entsprechendem Durchmesser

(etwa ι mm z. B.) verknüpft und an diesen : Verbindungsstellen zweckmäßigerweise gelötet. Die Bewicklung kann so erfolgen, daß der Draht s nur auf eine .Seite des Bandes m zu liegen kommt, oder es kann der Draht ^₁-85 j mit dem Bande m versteppt werden, so daß beiderseitig Drähte sichtbar werden. Im letzteren Falle ist bei der spiraligen Aufwicklung des Bandes m eine isolierende Zwischenlage zu verwenden. go

Das Band mit eingewebten, vielfach parallelgeschalteten Abschmelzdrähten kann in ähnlicher Weise, wie bei der Anordnung nach Abb. 5 bis 7, zu einer fertigen Sicherung verarbeitet werden. Jedoch kommt in diesem Fall der isolierende Quarzsand nicht mehr zur Verwendung, da die Isolation durch das Asbestmaterial gebildet wird.

Die vorbeschriebenen Schmelzkörper haben den großen Vorzug, daß sie neben der vielfachen Unterteilung des Schmelzdrahtes maschinenmäßig hergestellt werden können, und daß außerdem für alle Stromstärken einer Sicherungstype nur eine Drahtsorte benötigt wird. Mit nur einer Maschinentype können ferner sämtliche Schmelzkörper einer Sicherungstype für verschiedene Stromstärken hergestellt werden. Am ausgeprägtesten zeigt sich dies bei der Anordnung nach Abb. 8, wo nur die Länge des Bandabschnittes bestimmend für die Stromstärke der Sicherung der betreffenden Type ist. Hierdurch wird die Herstellung der Schmelzkörper außerordentlich vereinfacht und verbilligt. Z. B. würde bei einer Patrone für 100 Ampere und Verwendung eines Schmelzdrahtes von 0,07 mm Durchmesser Kupfer (etwa 2 Amp. Dauerstrom pro Draht) bei Abständen von je 2 mm zwischen den einzelnen Drähten eine Bandlänge von 50 X 2 mm = too mm erforderlich werden.
Die auf vorbeschriebene Weise maschinell

hergestellten Schmelzkörper werden zweckmäßig vor der Einsetzung in die Sicherung einem Verfahren unterzogen, durch welches die in den Isolierteilen eingeschlossenen Gase, in der Hauptsache Sauerstoff und Stickstoff, entfernt werden. Durch die Beseitigung der Luft innerhalb der Schmelzpatrone wird die Betriebssicherheit der Abschaltung erhöht, da die Ionisation in den entstehenden Lichtbogen

to verringert wird und damit die Lichtbogenspannung erhöht wird. Da die Herstellung und Erhaltung einer möglichst vollständigen Luftleere innerhalb der Schmelzpatrone, die am günstigsten sein würde, praktische Schwierigkeiten bietet, empfiehlt es sich, die fertiggewickelten Schmelzkörper vor oder nach dem Einsetzen in den Außenmantel im Vakuumapparat mit einer geeigneten, nicht brennbaren und nicht leitenden Flüssigkeit zu tränken, um die Luftblasen aus den Teilen zu entfernen. Besonders geeignet für dieses Verfahren ist die in der Abb. 8 dargestellte Anordnung. Das Band m mit eingewebten Schmelzdrähten kann z. B. gleich bei der Herstellung eine Tränkung im Vakuum erfahren. Auch bei den übrigen Anordnungen ist die Behandlung im Vakuum möglich. Es kann z. B. aus der fertigen Patrone vor der Einkittung in den Außenmantel α die Luft abgesaugt und darauf in beschriebener Weise das Tränken des Isolierkörpers vorgenommen werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Elektrische Sicherung mit vielfach unterteiltem Schmelzkörper, dadurch gekennzeichnet, daß für eine oder mehrere Sicherungstypen und jeweilig alle Patronen derselben nur ein Abschmelzdraht von möglichst geringem Querschnitt zur Verwendung kommt, der auf maschinellem Wege zwischen einem oberen und einem unteren Anschlußstück so angebracht wird, daß eine vielfache Parallelschaltung der einzelnen Drähte herbeigeführt wird.

2. Elektrische Sicherung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschmelzdraht maschinell auf Isolierkörper, z. B. aus Porzellan, ähnlich wie bei Trommel- und Ringwicklungen von Dynamoankern so aufgewickelt wird, daß die einzelnen, parallelgeschalteten Drähte in Einkerbungen der Anschlußstücke zu liegen kommen und dort verlötet werden.

3. Elektrische Sicherung nach den Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für größere Stromstärken mehrere Isolierkörper ineinandergesetzt werden.

4. Elektrische Sicherung nach den An-Sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschmelzdraht zwischen zwei parallel geführten Metalldrähten beliebiger Länge maschinell so aufgewickelt wird, daß die einzelnen Schmelzdrähte durch Einkerbungen oder Einbiegungen der beiden Spanndrähte {d_x, d₂) in Abständen voneinander gehalten werden, und daß das so hergestellte Metallband maschinell auf einen Isolierkörper, gegebenenfalls unter Verwendung isolierender Zwischenstücke, spiralig in einer solchen Länge aufgewickelt wird, wie sie für die Bemessung der Patrone erforderlich ist, worauf das Einsetzen des Schmelzkörpers in einen Isoliermantel und Ausfüllung des Innenraumes, z. B. mit Ouarzsand, erfolgt.

5. Elektrische Sicherung nach den Ansprüchen ι und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ab schmelz draht von möglichst geringem Querschnitt mit einem aus unverbrennlichem Material, z. B. Asbest, hergestellten Band maschinell so verwebt wird, daß die einzelnen Drähte durch das Gewebe in entsprechenden Abständen voneinander gehalten werden, wobei an den Bandrändern eine Verknüpfung mit dort angebrachten Drähten oder Litzen in der Weise stattfindet, daß eine gute metallische Verbindung, z. B. durch Ver- _go lötung, hergestellt wird, worauf durch Aufwicklung von entsprechenden Längen des Bandes Schmelzkörper für die verschiedenen Stromstärken gebildet und in Isoliermäntel eingesetzt werden können.

6. Elektrische Sicherung nach vorstehenden Ansprüchen, dadurch' gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Betriebssicherheit des Abschaltens eineBeseitigung der Gase aus dem Isolierkörper der Patrone vor oder nach der Einkittung in den Außenmantel stattfindet, z. B. daß durch eine Tränkung des Schmelzkörpers im Vakuum mit nicht leitenden und nicht brennbaren Flüssigkeiten die Entfernung der Gase erreicht wird.

7. Elektrische Sicherung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (m) mit eingewebten Schmelzdrähten schon bei der Herstellung n₀ mit einer geeigneten Flüssigkeit im Vakuum getränkt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.