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. Elektrische Wärmezeitsicherung Die elektrischen Wärmezeitsicherungen
sollen nicht sofort beim Überschreiten der normalen Stromstärke durchbrennen, sondern
erst dann, wenn die zu große Stromstärke eine gewisse Zeit angedauert hat. Der Schmelzpunkt
für den Schmelzeinsatz ist also eine Funktion von Stromstärke und Zeit. Bisher wurde
die Trägheit solcher Sicherungen durch eine auf einen Zylinder aufgewickelte Heizspule
erreicht, in die ein unter der Spannkraft einer Feder stehender Stift mittels eines
als Schmelzeinsatz dienenden Lotmittels eingelötet ist. Der Strom fließt von dem
einen Pol der Sicherung durch die Windungen der Heizspirale, durch den Schmelzeinsatz
und den Stift zum anderen Pol. Zum Schmelzen des Lotmittels ist eine gewisse Wärme
erforderlich, so daß kurzdauernde Stromstöße, die den Nennstrombetrag übersteigen,
die Sicherung noch nicht zum Durchbrennen bringen. Erst wenn der zu starke Strom
eine gewisse Zeit lang gewirkt hat, wird unter dem Einfluß der von der Heizspirale
entwickelten jouleschen Wärme das Lotmittel flüssig und der Stift aus dem
Röhrchen unter dem Einfluß der Feder herausgerissen; die Sicherung ist alsdann durchgebrannt.
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Die Verwendung von Heizspulen bedingt eine umständliche und teure
Konstruktion der Sicherung. Da die Drähte der Heizspulen sehr dünn sind und eng
aneinanderliegen, kommt es oft vor, daß sie bereits im normalen Betrieb durchbrennen;
unter Umständen bildet sich auch ein die einzelnen Drahtwindungen überbrückender
Lichtbogen. Zur Verbilligung der Herstellung ist vorgeschlagen worden, an Stelle
von Heizspulen eine oder zwei Schleifen aus Widerstandsdraht zu verwenden. Da die
Wirkungsweise der so abgeänderten elektrischen Wärmezeitsicherungen aber im übrigen
genau die gleiche ist, bleiben die genannten Nachteile im wesentlichen unverändert
bestehen. Gegenstand der Erfindung ist eine elektrische Wärmezeitsicherung, die
gegenüber diesen bekannten Wärmezeitsicherungen in ihrer Wirkungsweise einen
grundsätzlichen
Unterschied aufweist, wodurch die beschriebenenÜbelstände und Nachteile vermieden
werden.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine elel. trische Wärmezeitsicherung;
beider eine über einen zweckmäßig als Sicherungsschmelzdr4iitt ausgebildeten Leiterdraht
unter Federspan nung gehaltene; vorzugsweise aus einer eutektischen Legierung bestehende
Lötstelle an das freie Ende eines Widerständsheizdrahtes angeschlossen ist. Das
Wesen der Erfindung besteht darin, däß der Widerstandsheizdraht von einem als Wärmespeicher
dienenden Metallmantel umgeben und mit diesem an einer Stelle verbunden ist. Die
Anordnung des Widerständsheizdrahtes erfolgt so, daß die in ihm entwickelte Wärme
durch Leitung und Strahlung an den ihn umgebenden Metallkörper abgegeben wird, so
daß erst nach einer gewissen Zeit Metallkörper und Heildraht auf die Schmelztemperatur
erhitzt sind. Alsdann wird unter dem. Einfluß der auf,die Lotstelle wirkenden Spannkraft
der Stromweg unterbrochen. Zweckmäßig wird die für die Wärmeleitung erforderliche
feste Verbindung zwischen dem Wärmespeicher und dem Widerstandsdraht durch Zusammenlöten
dieser beiden Teile durch das Schmelzlot erreicht.
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Um den beim Durchbrennen des Schmelzdrahtleiters entstehenden Lichtbogen
möglichst rasch zu unterdrücken bzw: vollständig zu vermeiden, wird gemäß einem
weiteren Kennzeichen der Erfindung der Schmelzdrahtleiter von einem keramischen
Körper umgeben.
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Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur eine Patronensicherung
dargestellt. Das Patronenrohr i besteht z, B. aus Glas und ist mit seinen beiden
Enden in je eine Anschlußkappe z bzw. 3 für die Stromzuleitung und -ableitung eingekittet.
Die Anschlußkappen sind mit Lappen q. und @q.a versehen, mittels deren sie in Federklemmen
der Stromzuführungsstellen festgeklemmt werden. Die Heizvorrichtung besteht aus
dem Widerstandsdraht 5, der mit seinem einen Ende in die Kappe -2 eingelötet ist
und zur Sicherung gegen Herausziehen oder Herauslösen noch eine Verdickung 6 aufweist,
die gegen die linke Abschlußscheibe 7 der Patrone i anliegt. An das rechte Ende
des Heizdrahtes 5 schließt , sich der Schmelzdrahtleiter 8, etwa ein Kupferdraht
an, auf den die biegsamen Litzen zo und i i folgen, die einerseits in die Kappe
3 eingelötet, anderseits mit dem Schmelzdrahtleiter 8 verbunden sind. Zur Isolation
und Zentrierung für den als Wärmespeicher dienenden Metallkörper, der z. B. als
Messingzylinder 13 ausgeführt sein kann, ist die Glasperle 12 vorgesehen. Auf der
anderen Seite schließt sich an den Metallkörper der ebenfalls zylindrisch ausgebildete
keramische Körper 14 an, der den Schmelzdrahtleiter 8 umgibt. Metallj,körper 13
und keramischer Körper 1,4 sind urch einen Zentrierungsring 13a zentriert. ie rechte
Endlage des keramischen Körpers l''t durch eine Verdickung 9 des Scbmelzdraht-'.feiters
8, die z. B. aus einem Lotklecks besteht, fixiert. Mit 15 ist die Lotst'elle des
Heizdrahtes bezeichnet, für die als Lotmittel ein eutektisches Gemisch dient. Unter
einem Eutektikum versteht man bekanntlich eine vollkommen homogene Lösung zweier
oder mehrerer Metalle ineinander, die sich nur bei ganz bestimmter Zusammensetzung
der einzelnen Teile der Mischung erreichen läßt. Bei einem nichteutektischen Gemisch
(wie z. B. dem Woodschen Metall) bildet das überschüssige Metall kleine Kristalle,
wodurch die Homogenität und damit auch das gleichmäßige Schmelzen der Mischung gestört
ist. Solche nichteutektisehen Gemische haben einen nicht genau definierten Schmelzpunkt;
während bei Erreichen einer bestimmtenTemperatur einige Teile der Mischung bereits
zu schmelzen beginnen, bleiben andere noch eine Zeitlang starr. Bei einem eutektischen
Gemisch ist der Schmelzvorgang dagegen völlig gleichmäßig. Es beginnt bei einer
genau definierten Schmelztemperatur in seinem ganzen . Gefüge zu schmelzen. Durch
die Verwendung eines eutektischen Gemisches als Schmelzeinsatz wird eine viel sichere
Wirkungsweise der Wärmezeitsicherungen und eine genaue Festlegung des Schmelzpunktes
in Abhängigkeit von Stromstärke und Zeit erreicht. Im dargestellten Beispiel verbindet
die Lo;stelle 15 gleichzeitig den Wärmespeicher 13, den Heizdraht 5 und den
Schmelzdraht B. Damit die Lötstelle stets gutbeobachtbar und sichtbar ist, empfiehlt
es sich, den auf den Zentrierungsring des Metallkörpers übergreifenden Teil des
keramischen Körpers 14 mit Aussparungen 16 zu versehen. Die Lotstelle 15 wird unter
Spannung gehalten durch die Schraubenfeder 17, die einerseits an der das rechte
Ende der Patrone i abschließenden Scheibe 18 befestigt ist, anderseits auf den mit
passend geformten Schraubengängen i9 versehenen keramischeu Körper aufgeschraubt
ist. Die Scheibe 18 kann entsprechend den Schraubenwindungen der Feder
17 ausgebildet sein, so daß man durch Verdrehen der Scheibe 18 die Schraubenfeder
nachspannen kann. Die von der Schraubenfeder auf den keramischen Körper ausgeübte
Zugkraft stützt sich gegen den Ansatz 9 des Schmelzdrahtes 8 ab, wodurch also auch.
die Lotstelle 15 unter der Spannkraft der Feder 17 steht: Der den Heizdraht 5 umgebende
Metallkörper müß natürlich; um eine Übertragung der irn Heizdraht 5 entwickelten
Wärme durch
Leitung zu ermöglichen, an einer Stelle mit dem Metallkörper
13 fest verbunden sein. Am einfachsten dient, wie es das gezeichnete Beispiel zeigt,
die das Schmelzlot enthaltende Lotst:elle 15 des Heizdrahtes gleichzeitig für diese
Verbindung "zwischen Heizdraht und Wärmespeicher.
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Der Strom nimmt folgenden Weg: Anschlußkappe z, Heizdraht 5, Lotstelle
15, Schmelzdrahtleiter 8, Litzen 1o, 1 z, Anschlußkapp'e 3. Übersteigt die Stromstärke
den Nennstrom kurzzeitig, so wird die im Heizdraht und Schmelzdrahtleiter entwickelte
Wärme rasch an den Wärmespeicher 13 abgegeben, so daß sich die Lotstelle nur unwesentlich
erwärmen kann. Erst bei längerem Andauern der zu großen Stromstärke werden Wärmespeicher
und L,ots.telle auf die zum Schmelzen des! Lotmittels erforderliche Temperatur gebracht.
Durch die Zugkraft der Feder 17 wird alsdann .der keramische Körper und mit ihm
der Schmelzdraht nach rechts gezogen; der Stromweg ist unterbrochen. Wird die Stromstärke
dagegen um ein Vielfaches überschritten, so brennt der Schmelzdrahtleiter 8 durch.
Das Entstehen eines Lichtbogens wird dabei durch den keramischen Körper 14 wirksam
verhindert.