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Schmelzsicherung Die Erfindung bezieht sich auf Schmelzsicherungen,
bei denen sich der Schmelzleiter in einem Sicherungsrohr aus Porzellan oder einem
ähnlichen starren oder spröden Werkstoff befindet und von Quarzpulver oder einem
ähnlichen Stoff umgeben ist, der als Löschmittel in die Sicherung eingeschüttet
und festgerüttelt ist, so daß die einzelnen Körnchen dicht und fest aneinander gepackt
sind. Sie berühren sich dabei gegenseitig aber nur mit kleinen Teilen ihrer Oberfläche,
und zwischen ihnen befinden sich luftgefüllte Räume, in welche die beim Ansprechen
der Sicherung sich bildenden Gase unter dem vom Lichtbogen hervorgerufenen Druck
eindringen und ihre Wärme dort an die Teilchen abgeben.
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Quarz und andere als Löschpulver verwendete Stoffe erfahren bei Temperaturerhöhung
über bestimmte Werte hinaus außer der normalen Wärmeausdehnung zusätzliche Volumenvergrößerungen,
die auf kristallinischen Vorgängen beruhen und verhältnismäßig viel bedeutender
sind als die normale Wärmeausdehnung. Diese Volumenvergrößerungen führen häufig
zum Bruch des Sicherungsrohres.
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Es ist bekannt, Sicherungsrohre ihrer Länge nach mit einer hitzebeständigen
Schicht, z. B. aus Asbest, auszufüttern, welche eine gewisse Nachgiebigkeit besitzt.
Diese Schicht ist zwar dehnbar und vermag sich infolgedessen der Wärmeausdehnung
des Porzellans anzupassen, sie ist aber nicht zusammendrückbar; da sie praktisch
keine Lufträume einschließt, und ist daher auch nicht imstande, diejenigen Volumenvergrößerungen
des Löschmittels aufzunehmen, die bei der Überschreitung bestimmter Temperaturwerte
eintreten und weit größer sind als die normale Wärmeausdehnung.
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Diese Aufgabe wird vielmehr nach der Erfindung dadurch gelöst, daß
die in der Nähe der Rohrwandung angeordneten nachgiebigen Körper Lufträume einschließen,
so daß sie imstande sind, durch Verminderung ihres Volumens die beim Überschreiten
bestimmter Temperaturwerte eintretenden sprunghaften Volumenvergrößerungen des Löschinittels
aufzunehmen.
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Von verschiedenen Seiten ist empfohlen worden, von einem starren Außenmantel
überhaupt abzusehen und statt dessen die äußere Hülle aus einem nachgiebigen Stoff
herzustellen. Dadurch würde jedoch die Sicherung einen sehr umständlichen Aufbau
erhalten, der ihre Herstellung erschweren und verteuern würde. Außer der elastischen
Hülle würde dann nämlich noch ein besonders starres Gerüst erforderlich sein, das
der
Sicherung die notwendige Steifigkeit zur Innehaltung der durch
die Gegenkontakte an der Einbaustelle bedingten Abstände und zum Einsetzen und Herausnehmen
verleiht. Die Herstellung eines einfachen Rohrkörpers ist demgegenüber leichter.
Außerdem ist ein Rohrkörper gegen äußere mechanische Einflüsse besonders widerstandsfähig
und darin den bekannten Sicherungen überlegen. Auch die elastischen Körper, die
erfindungsgemäß im Sicherungsrohr untergebracht werden, können einfacher und daher
billiger sein als die nachgiebigen Außenhüllen der bekannten Sicherungen.
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Bei der bekannten Unterbringung von mit nachgiebigen Wandungen umgebenen
Hohlkörpern in der Nähe des Schmelzleiters, also mehr im Inneren der Sicherung,
bilden die außerhalb der Hohlkörper zwischen diesen und der Rohrwandung befindlichen
Löschmittelmengen bei ihrer kristallinischen Umwandlung und der daraus folgenden
Ausdehnung eine Art Gewölbe, das nach der Mitte zu nicht nachgiebig ist. Infolgedessen
besteht die Gefahr, daß sich der Druck trotz der im Inneren vorhandenen Hohlkörper
nach außen fortpflanzt und zur Zerstörung des Rohres führt. Diese Gefahr wird erst
durch die erwähnte Anordnung der nachgiebigen Hohlkörper in der Nähe der Rohrwandung
vermieden.
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Bei einer weiteren bekannten Sicherungsausführung sind in oder an
einem aus Löschpulver durch Einschlämmen hergestellten befestigten Körper nachgiebige
Schichten vorgesehen. Diese erfüllen jedoch einen anderen Zweck. Sie sollen es ermöglichen,
daß der verfestigte Körper beim Ansprechen der Sicherung berstet, so daß die Lichtbögengase
in die sich bildenden Risse eindringen können. Dieser Grund fällt bei Sicherungen
mit geschüttetem Löschpulver weg, weil, wie oben erwähnt, bei diesen Sicherungen
die für die Lichtbögengase erforderlichen Räume von vornherein zwischen den Löschmittelkörnchen
vorhanden sind.
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Es sind ferner auch Sicherungen mit einer Füllung aus Öl oder einem
ähnlichen flüssigen oder halbflüssigen Stoff bekannt, in welcher sich nachgiebige
Körper befinden. Auch hier treten die nachgiebigen Körper stets erst beim Ansprechen
der Sicherung in Tätigkeit, um Platz für die Lichtbogengase zu schaffen, da sich
Zwischenräume in der Füllung selbst nicht befinden.
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Endlich sind Sicherungen bekannt, welche nur z. T. mit Löschpulver
gefüllt sind, das gegen einen luftgefüllten Raum durch einen unter Federkraft stehenden
Deckel -abgeschlossen ist. Dieser Deckel gibt zwar unter dem Druck der im Löschmittelraum
entstehenden Lichtbogengase nach; vermag aber das Sicherungsrohr von der radialen
Treibwirkung infolge der Volumenvergrößerung durch kristallinische Vorgänge nicht
zu entlasten, weil sich die hierbei entstehenden Druckkräfte über die kleinen Berührungsflächen
der Löschmittelkörnchen fortpflanzen im Gegensatz zu den Gasdrücken, die sich auf
die freien Oberflächen der Körnchen auswirken. Die Druckfortpflanzung geht eben
in einem geschütteten Pulver nicht so gleichmäßig vonstatten wie in einer Flüssigkeit.
Deswegen wird ein starres Sicherungsrohr, insbesondere bei größerer Länge, leicht
zersprengt, wenn die nachgiebigen Körper gemäß der Erfindung nicht vorhanden sind.
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Die nachgiebigen Körper nach der Erfindung können entweder elastisch
öder auch dauernd verformbar sein. Ein Beispiel für die erstgenannte Ausführung
sind Gummikörper, welche Lufträume einschließen. Eine derartige Ausbildung ist in
der Zeichnung beispielsweise dargestellt, und zwar in Fig. z im Aufriß und Fig.2
im Gründriß; beide Male geschnitten. Mit i i ist das Sicherungsrohr bezeichnet,
das mit Kappen 12 und 13 oben und unten abgeschlossen ist. Der Schmelzleiter 14
ist als Locke in der Achse des Sicherungsrohres ausgespannt und an den Kappen verlötet
oder in anderer Weise befestigt. 15 sind Gummikörper; welche sich über die ganze
Länge des Sicherungsrohres erstrecken und über den ganzen Umfang des Sicherungsrohres
verteilt angeordnet sind. Sie besitzen rechteckigen Querschnitt; daher bilden sich
zwischen ihnen infolge der zylindrischen Anordnung Luftzwischenräume 16. Das Löschpulver,
das nur in Fig. 2 dargestellt und mit 17 bezeichnet ist, wird nun so fest gerüttelt,
däß sich die Gummikörper 15 an die Innenfläche des Sicherungsrohres völlig anlegen,
damit der Wärmeübergang von dein Löschpulver an das Sicherungsrohr nicht außer dem
Gummikörper noch eine Luftschicht zwischen diesem und der inneren Rohrwand vorfindet,
welche den Wärmeübergang sehr erschweren würde. In die Zwischenräume 16 kann das
Pulver nicht eindringen. Wird nun das Löschpulver während des Betriebes oder beim
Ansprechen der Sicherung so weit erwärmt, daß ,ein Umwandlungspunkt erreicht wird,
bei welchem; wie erwähnt, infolge kristallinischer Vorgänge eine sprunghafte Volumenvergrößerung
eintritt, so werden die Gummikörper 15 so verformt, daß sie die Zwischenräume 16
vollständig ausfüllen. Das Sicherungsrohr ii bleibt infolgedessen vor der Gefahr
der Zerstörung bewahrt.
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Ein Beispiel für eine Auskleidung mit dauernd verformbaren Körpern
ist z. B. ein Hohlzylinder aus Asbest von verhältnismäßig
lockerem
Gefüge. Diese Ausführung ist billiger als die obengenannte und verträgt auch höhere
Temperaturen, stellt jedoch nicht, wie jene, den ursprünglichen Zustand wieder her,
wenn einmal während des Betriebes die sprunghafte Volumenvergrößerung stattgefunden
hat, ohne daß aber der Sicherungsdraht geschmolzen ist.