DE499159C - Hochvakuumsicherung - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß man die Leistungsfähigkeit von Schmelzsicherungen durch Anordnung des Schmelzdrahtes im Hochvakuum erheblich steigern und insbesondere für hohe Spannungen verwendbar machen kann. Um das erforderliche hohe Vakuum von der Größenordnung von 0,01 bis 0,001 μ während des Betriebes aufrechtzuerhalten, müssen die im Innern des Vakuumgehäuses befindlichein Metallteile durch Ausbeizen entgast werden. Das bei Vakuumschaltem übliche Verfahren des Ausheizens, bei dem ein starker Strom durch den Schalter Hndurdhgesöhälckt wird, der die Metallteile erhitzt, ist bei Vakuumsäicherungen nicht anwendbar, weil der Schmelzdraht, um edm Durchbrennen zu vermeiden, nur mit seiner Normalstromistärke belastet werden darf. Diese Stromstärke genügt aber nicht, um die inneren Enden der Leitungseinführangen auf die zum Austreiben der ofckludierten Gase erforderlichen Temperaturen zu bringen.

Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung, die in einfacher und bequemer Weise das Ausheizen der Metallteile im Innern des Vakuumgehäuses mittels Stromwärme gestattet. Erfmdungsgernäß werden die Einführungen in Form von Schleifen ausgebildet, deren Enden getrennt durch die Gehäusewandung nach außen geführt sind. Durch Anlegen 'einer Hilfsstromquelle an die äußeren Enden kann man durch jede Einführung für sich einen beliebigen Strom Mndurchschicken, ohne Rücksicht idarauf, für welche Stromstärke der Sdhmelzidiraht bemessen ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In Abb. 1 bezeichnet ι 'einen Schmelzdraht, der im Innern eines hoch evakuierten Gehäuses 5 zwischen den Enden der Zuleitungen 3 und 4 ausgespannt ist. Das Vakuumgehäuise kann aus Glas oder Quarz oder auch aus Metall bestehen. In dem gewählten Ausführungsbeispiel besteht es aus Glas und hat die Form eines Rundkolbens mit zwei !einander gegenüberliegenden seitlichen Ansätzen.

Die Träger des Schmelzdrahtes 3 und 4 werden bei Verwendung· der Sicherung für Wechselstrom aus einem verhältnismäßig weichen Material hergestellt, da sich hierbei die günstigsten Verhältnisisie für die Unterbrechung des Stromes nach dem Durchischmelzen des Sicherungsdrahtes 1 'ergehen. Als besonders zweckmäßig hat sich die Verwendung reinen Nickels hierfür erwiesen, wobei sich gleichzeitig der Vorteil ergibt, daß die Verschmelzung mit den Leitungseinführungen in beque-

mer Weise vorzunehmen ist. Bei Sicherungen für Gleichstrom ist es dagegen zweckmäßig, die Schmelzdirahthalter aus 'einem Material relativ hohen Schmelzpunktes herzustellen, wie z. B. Wolfram. Die Schmelzdrahthalter 3 und 4 sind erfindungsgemäß schleifenförmig ausgebildet. Die beiden Enden des Trägers 3 sind an zwei Leitungseinführungeii 8 und 9, idie des Trägers 4 an zwei¹ Leitungseinführungen 10 und 11 angeschlossan. Die Leitungseinführungen sind in die Sockel 6 und 7 des Vakuumgefäßes dicht eingeschmolzen. Dadurch, daß für jedem Pol der Sicherung zwei Einführungen vorgesehen sind, brauchen sie nur den halben Querschnitt zu besitzen als bei Verwiendung einas einzigen Einführungsdrahtes, wodurch die Abdichtung der Einschmelzstellen erleichtert wind. Um die Dichtumgsstellen vor 'dem EJefctronenbomhardement hei dem Ansprechen dear Sicherung zu schützen, sind -die Schilde 12 und 13 vorgesehen, welche die Endlen. der Sockel 6 und 7 überdecken und aus weichem. Nickel, Kupfer o. dgl. bestehen. Die SchsMe bes5 sitzen an der Stirnseite Ößhu'ngan, durch welche die Leitungseinführungen mittels Iisolierrohre 12" und Scheiben 12' isoliert durchgeführt sind.

Zur Evakuierung des Glasgefäßes wird, bei 2 eine Vakuumpumpe angeschlossen, und »ach Beendigung der Evakuierung die Öffnung in bekannter Weise zugeschmolzen. Um aus den Schleifen 3 und 4 die eingeschlossenen Gase auszutreiben, wird wähnenid! dar Evakuierung an die Leitungen 8 unidi 9 und ebenso auch an die Leitungen 10 und "11 je 'eine Hilfsstromquelle angeschlossen, deren Stromstärke so eingestellt wird, daß die Schleifen 3 und 4 sich auf 'die gewünschten Temperaturen erwärmen. Auf diese Weise kann man die Ausheizstromstärke der Schleifen 3 und 4 .entsprechend ihrem Querschnitt beliebig wählen, ohne auf die Belastumgsfähigkeit des Schmelzdrahtes 1 Rücksicht nehmen zu müssen. Nach dem Auisheizen werden die beiden äußeren Enden jeder Dxahtschleife miteinander verbunden und an eine Metallkappe angeschlossen, welche die Anschlußklemmen für die Zuleitungen des durch die Sicherung zu schützenden Stromkreises trägt. Diese Kappen werden, wie aus Abb. 2 zu ersehen, über die Enden der Arme des Va- * kuumgefäßes gestülpt und in bekannter Weise,

z. B. mit Zement, befestigt. Bei größeren Stromstärken kann man mehrere Vakuumsicherungen parallel schalten, wobei dafür Sorge zu tragen ist, daß die Gesamtstromstärke sich gleichmäßig auf die einzelnen Sicherungen verteilt. Zu diesem Zweck kann man bei Wechselstrom z. B. die Sicherungen nach der in Abb. 3 dargestellten Anordnung schalten, in der vier parallele Siqherungien 36, 37, 38 und 39 vorgesehen sind. Die Netzleitungen 40 und 41 sind hier je an den Mittelpunkt 'einer Drosselspule 42 bzw. 47 angesqhlos'sien, deren Endpunkte wieder mit dan Mittelpunkten weiterer Drosselspulen 45, 46, 48 und 49 verbunden, sind. Die Endpunkte dieser letzteren sind mit den Anschlüssen der 'einzelnen Sicherungen verbunden. B<ei dieser Anordnung werden die beiden Hälften jeder Drosselspule in ■entgegengesetzter Richtung von dem Strom durchflossen und bewirken infolge ihrer magnetisqhen Verkettung, daß in der 'einen Wiqklungshälfte jeder Drosselspule der gleiche Strom fließt wie in der anderen Wicklungshälfte.

Man kann auch innerhalb eines Vakuumgefäßes mehrere Schmelz drähte parallel schalten. Eine derartige Anordnung ist in Abb/4 schematisch dargestellt. Hier sind mit 25 und 26 Ae beiden Schleifen bezeichnet, die den Schleifen 3 und 4 der Abb. 1 entsprechen. An je zwei gegenüberliegenden Punkten dieser Schleifen sind die Zuleitungien 27 und 28 bzw. 29 und 30 angeschlossen, die vakuumdicht nach außen geführt werden. Zwischen den Schleifen 25 und 26 sind vier Schmelzdrähte 21, 22, 23, und 24 symmetrisch derart angeordnet, daß sich die Stromstärke gleichmäßig auf die vier Schmielzdrähte verteilt. Zum Ausheizen werden hier Hilfsstromquellen zwischen die äußeren Enden der Zuleitungen 27 und 28 bzw. 29 und 30 gelegt, wobei der Heizstrom jeweils mir die Schleifen 25 bziw. 26 durchfließt, ohne daß die Sohmelzdrähte durch die Stromwärme beansprucht werden. Eine modifizierte Anordnung ist in Abb. 5 dargestellt. Hier sind die Schleifen 31 und 32, zwischen denen die Schmelzdrähte ausgespannt sind, im Viereck angeordnet und können mit Hilfe, der Zuleituingspaare 33 und 34 beim Ausheizen unter Strom gasetzt werden. Nach dem Ausheizen werden 'die Zuleitungen 33 und 34 miteinander verbunden und an die Netzleitun;g35 angeschlossen.

Abb. 6 zeigt 'eine weitere Ausführungsform der Erfindung, welche die gleichen Vorteile besitzt wie dia in Abb. 1 dargestellte Schleifenform der Schmelzdlrahtträgier. Hier ist das eine Ende des Schmelzdrahties 50 an eine Anschlußkappe 51 angeschmolzen, die mit der Leitungseinführung 52 z. B.. durch Verschrauben verbunden ist. Die Einführung 52 ist vakuumdicht durch die Wand das. nicht gezeichneten Gehäuses hindurdhgeführt. Um die Anschlußkappe 51 zum Austreiben der eingeschlossenen Gase zu erhitzen, äst in ihrem Innern eine Heizspule S3 angeordnet, deren eines Ende mit der Kappe 51 verbunden ist, während das andere Ende durch die hohl

ausgebildete Einführung 52 nach außen geführt ist. Um den Draht 54, der die Zuleitung zu dem linken Ende der Heizspule 53 bildet, gegen die Einführung 52 zu isolieren, kann man in die Bohrung zweckmäßig aus Glas bestehende Isolierrohre 5 5 einlegen. Zum Ausheizen der Kappe 51 wird eine Hilfsstromquelle zwischen der Leitung 5 5 und dem äußeren Ende der Einführung 52 angeschlossen, so daß die Heizspule 53 von einem Strom durchflossen wird, welcher die Kappe 51 auf uie gewünschte hohe Temperatur bringt. Diese letztbeschriebene Anordnung ist insbesondere für Sicherungen hoher Stromstärken brauchbar.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Hochvakuumsicherung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzdrahtträger in Schleifenform ausgebildet sind.

2. Hochvakuumsicherung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse der beiden Schleifanenden getrennt nach außen geführt sind, derart, daß zwecks Entgasung der Metallteile mittels Stromvvärme ein Heizstrom die Schmelzdrahtträger durchfließen kann, ohne den Schmelzdraht selbst zu durchfließen.

3. ΉοΑνΗ^υηαΒίΛΘΓΐϋ^ nach Ansprach, ι und 2, 'dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzdrahtträger bei¹ Wechselstrom aus einem Metall mit niederem Schmelzpunkt, z. B. Nickel, bei Gleichstrom aus einem Material mit hohem Schmelzpunkt, z. B. Wolfram, bestehen.

4. Hochvakuumsicherung nach Anspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schimelzdrahtträgern mehrere Schmelzdrähtie parallel angeord- net sind.

5. Hochwakuiumsicherung nach Anspruch ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß .die gegenseitige Lage der Schmelzdrähte so gewählt ist, daß sich der Gesamtstrom auf die einzelnen parallelen Zweige gleichmäßig verteilt.

b. Hochvakuumsicnerang nach Anspruch ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dan Schmelzdrähten Drosselspulen vorgeschaltet sind.

7. Hochvakuumsicherung nach Anspruch ι bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für 'die Schmeslzdrahtträgier besondere Heizspulen (53) vorgesehen sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen