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Vereinigte Kurzschluß- und Wärmesicherung Es sind bereits vereinigte
Kurzschluß- und Wärmesicherungen in Form von auswechselbaren Patronen mit zwei gegenüberliegenden
Stirnkontakten vorgeschlagen worden, die in mehreren Längskanälen mehrere parallel
geschaltete Schmelzdrähte und einen oder mehrere zu einem Teil der Schmelzdrähte
in Reihe liegende Temperaturschalter mit stromführender Lötstelle besitzen. Die
Schwierigkeit, diese Sicherungen in* die Praxis einzuführen, besteht darin,
daß die Patronen größere Abmessungen als die üblichen Schmelzsicherungen und meist
auch noch aus der Patrone herausragende Teile besitzen, die ihre Verwendung in den
gebräuchlichen und vorhandenen Sicherungselementen unmöglich machen.
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Der Erfindung liegt mm die Aufgabe zugrunde, eine solche vereinigte
Kurzschluß-und Wärmesicherung so auszubilden, daß die Schmelzdrähte und die Temperaturschalter
sich auf dem begrenzten Raum einer gewöhnlichen Schmelz"sicherungspatrone, z. B.
einer Patrone nach dem bekannten Diazedsystem, unterbringen lassen. Dabei muß außer
auf einen feuersicheren Einbau der Schmelzdrähte auch darauf Bedacht genommen werden,
daß die etwa an den Temperaturschaltern vorkommenden Feuererscheinungen nicht nach
außen treten, und daß vor allem auch die Temperaturschalter einen solchen Schaltweg
besitzen, daß bei ihrem Ansprechen eine sichere Abschaltung der damit in Reihe liegenden
Schmelzdrähte stattfindet. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung im wesentlichen
durch eine neuartige Ausbildung und Anordnung der Temperaturschalter in der Patrone
erreicht, und zwar bestehen die Temperaturschalter bei der neuen Kurzschluß- und
Wärmesicherung je aus einem im wesentlichen V-förmig gebogenen Blechstreifen mit
gegeneinander federnden Schenkeln, der in :einer neben den die Schmelzdrähte enthaltenden
Längskanälen liegenden, ebenfalls in der Hauptsache in. der Längsrichtung der Patrone
sich erstreckenden Aussparung der letzteren angeordnet ist und dessen einer Schenkel
mit dem einen Stirnkontakt in Verbindung steht, während sein anderer Schenkel durch
ein leicht schmelzbares Lotmetall an einem kleinen Blechwinkel festgelötet ist,
an den sich der mit dem Temperaturschalter in Reihe liegende Schmelzdraht anschließt.
Die den Temperaturschalter enthaltende seitliche Aussparung der Patrone besitzt
.dabei vorteilhaft nur .eine durch den mit dem Schalter verbundenen Stirnkontakt
abgeschlossene öffnung, während sie im übrigen allseitig vom Isolierkörper der Patrone
umschlossen ist.
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Durch diese neue Ausbildung ist eine vereinigte Kurzschluß- und Wärmesicherung
geschaffen, die sich durch denkbar geringste Raumbeanspruchung auszeichnet und daher
auf dem beschränkten Raum einer gewöhnlichen Schmelzsicherungspatrone untergebracht
werden kann. Zugleich zeichnet sich
die neue Sicherung aber auch
durch einen überaus einfachen und übersichtlichen Aufbau sowie dadurch aus, daß
sich ihre Teile einfach und leicht zusammensetzen lassen, wodurch eine wirtschaftliche
Massenherstellung möglich ist.
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Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes,
und zwar zeigen: Abb. i das erste Beispiel in :einer Ansicht vom oberen Stirnende,
Abb.2 einen Längsschnitt nach :der Linie A-A der Abb. i, Abb.3 einen Längsschnitt
nach der Linie B-B der Abb. 2 und Abb. 4 eine Ansicht von unten bei abgenommenem
unteren Stirnkontakt, Abb. 5 das zweite Beispiel in Ansicht vom oberen Stirnende
und Abb.6 einen Längsschnitt nach der Linie C-C der Abb. 5.
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Die die vereinigte Kurzschluß- und Wärmesicherung enthaltende Patrone
besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Isolierkörper a aus keramischer
Masse, der an beiden Enden je eine als Stirnkontakt dienende Metallkappe b, c trägt,
von welchen die untere, c, in an sich bekannter Weise als Paßstift ausgebildet ist.
Die äußeren Abmessungen der Patrone entsprechen den üblichen Abmessungen der gebräuchlichen
Abschmelzsicherungspatronen, beispielsweise nach dem Diazed-System.
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Der Isolierkörper a besitzt im Beispiel nach Abb. i bis 4 drei m einer
Längsmittelebene der Patrone liegende Längskanäle i, 2, 3 sowie auf entgegengesetzten
Seiten dieser Ebene je eine ebenfalls in der Hauptsache in der Längsrichtung sich
erstreckende Aussparung 4, 5 von ,etwa rechteckigem Querschnitt, die nach dem unteren
Stirnende hin offen, im übrigen dagegen allseitig geschlossen ist und dabei am offenen
Ende durch den Stirnbontaktc abgedeckt ist. Die mittlere, i, der drei Längsbohrungen
mündet oben unter eine in die Metallkappe b eingepreßte Vertiefung und unten in
den Hohlraum der Metallkappe c. Sie enthält einen vorteilhaft in Sand eingebetteten
Schmelzdrahtd, dessen unteres Ende mit dem Boden der Kappe c fest verbunden ist,
während sein oberes Ende durch ein Loch in der Vertiefung der Kappe b nach außen
tritt und ein. bekanntes Kennplättchent trägt, das sich unter Zwischenschaltung
einer kleinen Feder g gegen die Kappe b stützt. Die beiden seitlichen Längsbohrungen
2, 3 münden dagegen oben m eine zum Eingriff des Randes der Metallkappec an der
oberen Stirnfläche des Isolierkörpersa vorgesehene Ringnut und unten in
je eine seitliche Erweitungn der Aussparungen 4, 5. Sie enthalten Nebenfalls
je einen vorteilhaft in Sand eingebettetei Schmelzdrahth, i. Diese beiden Drähte
stehet nur mit dem oberen Stirnkontakt b in unmit telbarer Verbindung, indem ihre
oberen Enden wie gezeichnet, am Rand der Metallkappe l befestigt sind, wohingegen
sie mit dem unterer Stirnkontaktc unter Vermittlung von in der Aussparungen 4, 5
angeordneten Temperatur. Schaltern verbunden sind. Ihre unteren Ender sind zu diesem
Zwecke an den einen Scher. kein von kleinen Blechwinkeln h, m befestigt,
welche die Kanäle 2, 3 nach unten abschließen; und deren andere Schenkel nach oben
in die Aussparungen 4, 5 hineingebogen sind.
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Die Temperaturschalter bestehen je aus einem im wesentlichen d-förnvg
gebogenen Blechstreifen o, p mit gegeneinander federnden Schenkeln. Diese sind mit
ihren Scheiteln voran von unten in die Aussparungen 4, 5 eingesetzt. Sie greifen
dabei mit den Scheiteln in am Grunde der Aussparungen 4, 5 vorgesehene kleine Nuten
oder Vertiefungen g derart ein, daß der eine Schenkelo an der ihm benachbarten Wandung
der zugehörigen Aussparung 4 bzw. 5 flach anliegend gehalten; wird, wodurch für
den anderen Schenkel p eine große Beweglichkeit geschaffen ist. Der Schenkelo eines
jeden Blechstreifens o, p ist mit seinem freien Ende mit der unteren Kontaktkappe
c leitend und dauerhaft verbunden, und zwar ist er im Beispiel an dem hochgezogenen
Rand einer ;in die Kappe c eingesetzten gelochten Trennwand Y befestigt, die ihrerseits
mit der Kappe c in gutleitender Verbindung steht. Der andere Schenkelp ist dagegen
durch seine leicht -schmelzbare Legier rang s an den in die Aussparung 4 bzw. 5
eingreifenden Schenkel des Blechwinkels ik bzw. m angelötet. Die Blechstreifeno,p
bewirken somit die Verbindung der seitlichen Schmelzdrähteh,mit dem unteren Stirnkontakt
c.
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Die Lötstellen s stehen unter dem Einfluß der in der Patrone durch
die stroiridurchflo.ssenen Schmelzdrähte cl, h, i und Blechstreifen
o, p entwickelten Wärme, die von der Höbe und Dauer der Belastung des durch
die Sicherung zu schützenden Stromkreises abhängig ist. Der Schmelzpunkt der für
die Lötstellen verwendeten Legierung ist so gewählt, daß bei der für den zu schützenden
Stromkreis zulässigen Dauerstromstärke ein Erweichen des Schmelzlots nicht eintritt,
daß die Lötstellen dagegen bei überschreitung der zulässigen Dauerstromstärke nach
,einer je nach der Höhe der überlastung kürzeren oder längeren Zeit aufgelötet werden,
so daß ,die frei werdenden Schenkel p der Blechstreiten o, p gegen die Schenkel
.o federn und dadurch die Schmelzdrähte h, i abschalten. Die Querschnitte
der drei Schn@elzdrähted, h, i, welche
sämtlich zweckmäßig die gleiche
Abschmnelzcharakteristik besitzen, sind so gewählt, daß ein einzelner Draht schon
bei der zulässigen Dauerstromstärke nach kurzer Zeit abschaltet, i wohingegen die
drei Drähte ü1 ihrer Gesamtheit kurzzeitig ein Vielfaches der zulässigen. Dauerstromstärke
führen können, jedoch bei Erreichung einer bestimmten Überstromstärke, z. B. beim
zwei- oder zweieinhalbfachen Wert der zulässigen Dauerstromstärke, nach kurzer Zeit
durchschmelzen. Die drei Schmelzdrähte d, h, i bilden also zusammen eine
Kurzschlußsicherung mit mehrfach unterteiltemSchmelzleiter, die bei plötzlichen,
auf Kurzschluß, falsche Schaltung o. dgl. zurückzuführenden starken Steigerungen
der Stromstärke anspricht und durch Abschmelzen sämtlicher drei Drähte den gefährdeten
Stromkreis vom Netz trennt. Durch die Anordnung der Temperaturschaltero, p ist diese
Kurzschlußsicherung gleichzeitig als Schutz gegen solche Überlastungen ausgebildet,
die unterhalb der Grenze liegen, bei welchen die Kürzschlußsicherung anspricht,
die aber durch längere Dauer zu einer unzulässigen Erwärmung des Stromkreises führen
können. Bei solchen geringeren Clberlastungen werden nämlich infolge der von der
Höhe der Überlastung abhängigen Wärmeentwicklung in der Patrone nach @entsprechend
kürzerer oder längerer Zeit die Schenkel p der Blechstreifen o, p von den Blechwinkeln
k, m abgelötet, so daß die Temperaturschalter sich öffnen. Die Schmelzdrähte
werden dadurch. abgeschaltet, so daß nur noch der Draht d als einziger im Stromkreis
verbleibt der nun durchschmilzt und seinerseits den gefährdeten Stromkreis unterbricht.
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Wie ersichtlich, ist -durch die neue Ausbildung und Anordnung der
Temperaturschalter o, p erreicht, daß die vereinigte Kurzschluß-und Wärmesicherung
auf dem kleinen Raum einer üblichen Schmelzsicherungspatroneuntergebracht werden
kann. Dabei sind sowohl die Schmelzdrähte als auch die Temperaturschalter so im
Isolierkörper der Patrone eingeschlossen, daß die beim Abschalten auftretenden Feuererscheinungen
auf das Patroneninnere beschränkt bleiben. Endlich besitzen die Temperaturschalter
infolge des verhältnismäßig großen Winkels, um den die Schenkel p der Blechstreifeno,
p beim Loslöten von den Blechwinkeln k, m ausschwingen können, eine große öffnungsweite,
wodurch ein sicheres Abschalten der damit in Reihe liegenden Schmelzdrähteh,i gewährleistet
ist. Endlich zeichnet sich die neue Patrone trotz der Vereinigung von -Kurzschluß-
und Wärmesicherung durch große Einfachheit und mithin durch Billigkeit aus.
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Natürlich kann die Zahl der Schmelzdrähte und der Temperaturschalter
auch eine andere sein als im Beispiel. So könnten neben den beiden mit je :einem
Temperaturschalter in Reihe liegenden Schmelzdrähten ft, i zwei unmittelbar
mit den Stirnkontakten h, c verbundene Schm°lzdrähte d vorhanden sein, oder es könnten
im ganzen nur zwei Drähte vorgesehen werden, von welchen .einer mit einem Temperaturschalter
o, p in Reihe liegt. An Stelle von Schmelzdrähten können insbesondere bei Sicherungen
für hohe Stromstärken auch streifenförmige Schmelzleiter Verwendung finden.
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In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, in die Patrone noch einen
Heizwiderstand einzubauen und für das Auslöten der Temperaturschalter eine größere
Wärme in der Patrone zu entwickeln. Bei der :neuen Ausbildung der Patrone gemäß
der Erfindung kann dieser Heizwiderstand .durch eine Verlängerung der die Temperaturschalter
bildenden Blechstreifen o, p erreicht werden. Ein Beispiel hierfür ist in den Abb.-5
und 6 dargestellt. Die Patrone nach diesen Abbildungen stimmt im wesentlichen mit
derjenigen nach Abb. i bis .l überein, jedoch ist der Einfachheit halber neben dem
Schmelzdrahtd nur ein Schmelzdrahth mit vorgeschaltetem Temperaturschalter eingezeichnet.
Der Temperaturschalter besteht wieder aus einem V-förmigen Blechstreifen. o, p.
Der feststehende Schenkel o dieses Streifens besitzt eine Verlängerung oi, die in
der Aussparung 4. mehrfach längsweise hin und her geführt ist und deren Ende schließlich
an der unteren Kontaktkappe c bzw. dem damit in leitender Verbindung stehenden Zwischenbodenr
befestigt ist. Dieoberen Umkehrstellen des hin und her gehenden Blechstreifens o,
o', p greifen wieder in eine Vertiefung g' am Grunde der Aussparung q. ein, wodurch
.die Heizwindungen an der ihnen benachbarten Wandung der Aussparung 4 flach anliegend
gehalten sind. Die einzelnen Windungen der als Heizwiderstand dienenden Verlängerung.oi
des Blechstreifens sind dabei durch zwischengelegte Plättchen t aus Glimmer,oder
einem anderen :nicht leitenden Stoff gegeneinander isoliert. Die Wirkungsweise ist
die gleiche wie im Beispiel nach Abb. i bis q.. Bei plötzlichen starken Überlastungen
wird die Abschaltung des gefährdeten Stromkreises durch das Abschmelzen beider Drähte
d, h bewirkt, wohingegen bei geringeren, aber länger andauernden Überlastungen durch
die von den Schmelzdrähtend, h und dem Blechstreifen:o, oi, p entwickelte Stromwärme
das Ablöten des Schenkels p des Blechstreifens und .damit die Abschaltung des Schmelzdrahts
h stattfindet, worauf der verbleibende Schmelzdrahtd :den gefährdeten Stromkreis
unterbricht.
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Natürlich -könnten auch im Beispiel nach
Abb. 5 und
6 eine größere Zahl von Schmelzdrähten und mehr als ein Temperaturschalter vorhanden
sein.
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Die Erfindung ist nicht auf die Ausbildung der Kurzschluß- und Wärmesicherung
in Form einer Patrone nach dem Diazedsystem beschränkt, vielmehr können die Patronen
gemäß der Erfindung auch nach anderen bekannten Systemen gestaltet sein. Beispielsweise
können sie die Form von an den Stirnenden mit ringförmigen Kontakten versehenen
walzenförmigen Körpern mit einer mittleren abgesetzten Bohrung besitzen, oder sie
können unmittelbar als Schraubstöpsel ausgebildet sein, wobei beide Kontakte sich
an einem und demselben Ende befinden und der eine Kontakt als Gewindering zum Einschrauben
der Patrone ;in das Element dient.