DE681389C - Elektrisches Sicherungselement - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
22. SEPTEMBER 1939

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21c GRUPPE

H150322 VIIIb/2ic

Hugh Charles Hoban in Dartford, Kent, England,

ist als Erfinder genannt worden.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Januar 1937 ab Patenterteilung bekanntgemacht am 31. Augusti939

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Schmelzsicherungen, bei denen der mittlere Schmelzteil an beiden Enden mit je einem Anschlußteil in Verbindung steht. Sicherungselemente dieser Art werden allgemein bei Patronensicherungen verwendet, bei denen der Schmelzteil des Elementes in einem Lichtbogenlöschmittel, ζ. Β. feinem Sand, eingebettet ist und die Anschlußteile des EIementes zum Anschließen des Schmelzteiles an die Anschlußkappen der Patrone dienen. Bei ■ Sicherungen dieser Art ist es bekanntlich erwünscht, die Temperatur der Anschlußteile des Elements niedrig mit Bezug auf diejenige des Mittelteils zu halten, was im allgemeinen dadurch erreicht wird, daß die Anschlußteile streifenförmig ausgebildet sind und einen wesentlich größeren Querschnitt als denjenigen des Mittelteils aufweisen.

ao Um die beim Durchschmelzen erzeugte Wärme schnell abzuführen, ist bereits vorgeschlagen worden, die Anschlußteile von Sicherungselementen mit verhältnismäßig großen Abmessungen auszuführen, wobei der Querschnitt wenigstens zehnmal so groß ist als derjenige des Schmelzteiles. In einem gewissen Maße erleichtern zwar Zuführungsteile mit solch großen Abmessungen die Ableitung der bei der Sicherungsbeanspruchung den Anschlußteilen vom Schmelzteil übermittelten Wärme; da jedoch solche Anschlußteile eine verhältnismäßig kleine strahlende Fläche im Vergleich zu ihrer Masse haben, wird der größere Teil der Wärme an die Anschlußklemmen abgegeben. Außerdem sind Sicherungselemente bekannt, bei denen die Zuführungsteile die Form eines Streifens haben, der Erweiterungen in Form von Funkenziehhörnern aufweist. Diese Erweiterungen erleichtern natürlich in beträchtlichem Maße das Ausstrahlen von Wärme und halten dadurch die Sicherungsklemmen im Betriebe auf einer niedrigen Temperatur; doch wird dieses erhöhte Wärmeausstrahlungsvermögen durch eine gleiche Zunahme der Abmessungen und des Gewichtes der Anschlußteile er-

kauft. Weiterhin ist vorgeschlagen worden, eine gute Überleitung der Wärme von einem Sicherungselement zum umgebenden Medium dadurch zu erreichen, daß das Element be sondere metallische Ansätze erhält oder daß ein breiterer Streifen, der über seine Länge hinweg Einschnürungen aufweist, verwendet wird. Im ersten Falle wird das erhöhte Wärmeableitungsvermögen nur durch Hinzufügen von zusätzlichem Werkstoff, im zweiten Fall nur durch eine Verringerung des Leitvermögens des Streifens erreicht. Zweck der Erfindung ist, ein Sicherungselement mit einem Anschlußteil in Form eines Metall-Streifens zu schaffen, bei dem das Wärmeableitungsvermögen des Anschlußteiles ohne Zunahme seiner Masse, ohne daß besondere Kühlflächen und -teile vorgesehen werden und ohne Verringerung seines elektrischen Leit-Vermögens vergrößert wird.

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Sicherungselement mit einem mittleren Schmelzteil aus Draht oder dünnem Streifen und AnscWußstreifen mit wesentlich größerem Querschnitt und ist dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil eines jeden Anschlußstreifens dadurch stäbgitterartig verformt ist, daß in diesem, und zwar zweckmäßig in der Nähe des Mittelteils des Schmelzelements, eine Anzahl Gruppen von parallelen, in Streiflängsrichtung verlaufende Schlitze vorgesehen sind, an deren Seiten das Metall aus der Ebene oder sonstigen Fläche des Streifens herausgedrückt worden ist. Anschlußstreifen dieser Art haben nicht nur bei gleichem elektrischem Leitvermögen eine größere Fläche als ein flacher Streifen mit gleichem Querschnitt, sondern sind wesentlich im Raum konzentriert, was zur Folge hat, daß das jeden herausgerückten Teil umgebende Medium weniger dem Einfluß der übrigen Teile unterliegt, wodurch die Wärmeableitung vom Anschlußteil zum umgebenden Medium verbessert wird.

Zum besseren Verständnis des Erfindungsgedankens sind in der Zeichnung je ein Ausführungsbeispiel eines Sicherungselementes gemäß der Erfindung und einer mit mehreren dieser Elemente versehenen Sicherungspatrone dargestellt. In der Zeichnung ist

Fig. ι das Sicherungselement in räumlicher Darstellung,

° Fig. 2 eine Seitenansicht des Elementes, Fig. 3 eine Draufsicht auf das Element, Fig. 4 ein Schnitt durch die eine Hälfte einer Sicherungspatrone und

Fig. 5 eine Seitenansicht der in Fig. 4 dargestellten Sicherung.

Wie aus den Fig. 1, 2 und 3 hervorgeht, besteht das Sicherungselement aus einem mittleren streifenförmigen Schmelzteil 1 und Anschlußteilen 2, die ebenfalls streifenförmig, aber von größerer Breite sind. In der Nähe des Übergangs zwischen Mittel- und Anschlußteil besitzt dieses zwei Gruppen von je zwei Schlitzen, von denen die Schlitze der einen Gruppe bei 3 und die der anderen Gruppe bei 4 in Fig. 3 dargestellt sind. Jeder Schlitz verläuft in Längsrichtung des Streifens und ist vorzugsweise, wie dargestellt, parallel zur Streifenkante. Die Schlitze jeder Gruppe sind bei der dargestellten Ausbildung in einer Linie mit den Schlitzen der anderen Gruppe; doch ist das für die Erfindung nicht von wesentlicher Bedeutung. Durch- die Schlitze 3 und 4 werden zwei kurze Längen des Anschlußteils in drei Teile unterteilt, wobei an beiden Stellen die Außenteile 5 oder 6 in der einen Richtung, der Mittelteil 7 oder 8 dagegen in der entgegengesetzten Richtung aus der Streifenebene herausgedrückt worden sind. Die Außenteile 5 an der einen Stelle ragen zweckmäßig in entgegengesetzter Richtung zu derjenigen der Außenteile 6 der zweiten Stelle aus der Streifenebene vor, wie deutlich aus Fig. 1 hervorgeht. Natürlich kann die Anzahl der Gruppen und der Schlitze pro Gruppe geändert werden und kleiner oder größer als die des dargestellten Ausführungsbeispiels sein.

In der Zeichnung sind der mittlere Schmelzteil 1 und die Anschlußteile 2 aus einem Stück, wobei das Element aus einem Streifen mit ursprünglich gleichmäßiger Breite durch Wegschneiden der Seitenteile beim mittleren Schmelzstück hergestellt wird, so daß dort eine Einschnürung entsteht. Für die Erfindung ist es jedoch unerheblich, ob der mittlere Schmelzteil I in dieser Weise hergestellt oder als besonderer Draht oder Streifen, der an die Anschlußteile über eine Lot- oder Schweißverbindung angeschlossen ist, ausgebildet wird.

Fig. 4 zeigt eine Hälfte einer Sicherungspatrone mit einer Anzahl von Elementen ahn- v°5 lieh demjenigen nach den Fig. 1, 2 und 3, da die andere Hälfte der Sicherung, die spiegelbildlich gleich ist, der Einfachheit halber in der Zeichnung weggelassen wurde. Die Sicherung besteht aus einem Zylinder 10 aus kera- »10 mischem Material mit einer Anzahl von durchgehenden Aussparungen 11. Wobei je eine bei 13 angekittete Metallkappe 17 die Enden des Zylinders abschließt. Die Kappe besitzt Durchlässe entsprechend den Aussparungen 11, in denen je ein Paar von Elementen 14 sitzt, deren Mittelteile aneinander geheftet und in der Mittelachse der Aussparung angeordnet sind. Die Anschlußteile verlaufen jedoch zu gegenüberliegenden Kanten der Aussparungen, wobei ihre Enden durch die Durchlässe der Kappe 17 hindurchragen

und, wie bei 15 dargestellt, umgebogen sind. Sie stehen mit der Außenfläche der Kappe über eine Lot- oder Schweißverbindung und/ oder mittels einer äußeren Kappe 16 in Verbindung, die die innere Kappe 17 umschließt. Die Enden der Aussparungen 11 sind mit Asbeststopfen 18 geschlossen. Außerdem ist eine Asbestschicht zwischen den umgebogenen Enden der Elemente 14 und der äußeren Metallkappe 16 vorgesehen, wodurch die Wärmeübertragung aus dem Inneren der Sicherung nach den Kontaktstücken verringert wird.

Zum Nachweis des größeren Wärmeabgabevermögens der vorbeschriebenen Ausbildung der Anschlußteile wurden Versuche an zwei Arten von Elementen ausgeführt, die aus Streifenmetall mit genau den gleichen Abmessungen bestanden. Bei beiden Arten war die Breite der Anschlußteile des Elementes 12,7 mm, die Dicke 1,27 mm, während der mittlere Schmelzteil 5,1 mm breit und 1,52 mm stark war. In dem einen Fall bestanden die Anschlußteile aus glatten Streifen, im anderen Falle waren sie in genau der in Fig. ι gezeigten Weise ausgebildet. Eine Patronensicherung mit einem Paar solcher Elemente mit glatten Anschlußteilen sprach bei einem Strom von 114 Ampere in 17 Minuten 41 Sekunden an, während eine ähnliche Patronensicherung mit einem Paar von Elementen genau gleich demjenigen nach Fig. 1 beim gleichen Strom 22 Minuten 33 Sekunden benötigte. Im ersten Fall betrugen bei einer Außentemperatur von 20⁰C die Temperaturen an der Sicherungskappe 71,5 ° C, an dem Sicherungskontaktstück 64,2 ° C und am Gegenkontakt 51,5⁰C. Im letzteren Fall waren bei der gleichen Außentemperatur die Temperaturen an den entsprechenden Stellen wesentlich niedriger, nämlich 62,6 ° C an der Sicherungskappe, 58,5⁰C an dem Sicherungskontaktstück und 47,6° C am Gegenkontakt. Das zeigt, daß beim Sicherungselement gemäß der Erfindung wesentlich mehr Wärme in das das Element umgebende Funkenlöschmedium- abgeführt wird. Von besonderem Vorteil ist diese Temperaturherabsetzung bei Kontakten, bei denen Teile in Isoliermassen eingebettet sind, wie es bei Netztrennschaltern und sonstigen Schalt- und Sicherungsemrichtungen der Fall ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektrisches Sicherungselement mit einem mittleren Schmelzteil aus Draht oder dünnem Streifen und Anschlußstreifen mit wesentlich größerem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil eines jeden Anschluß-Streifens dadurch stabgitterartig verformt ist, daß in diesem, und zwar zweckmäßig in der Nähe des Mittelteils des Schmelzelements, eine Anzahl parallele, in Streifenlängsrichtung verlaufende Schlitze vorgesehen sind, an deren Seiten das Metall aus der Ebene oder sonstigen Fläche des Streifens herausgedrückt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen