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Überstromträge Sicherungspatrone mit lichtbogenlöschender Füllmasse
Die Erfindung bezieht sich auf Patronen-Sicherungen, insbesondere auf Patronen für
das normale zweiteilige Schraubstöpselsystem.
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Die Schmelzcharakteristik einer Patronensicherung ist wesentlich bedingt
durch die thermischen Eigenschaften der Umgebung des Schmelzleiters. - Die Schmelzleiter
sind gewöhnlich in Sand eingebiettet, der eine günstige lichtbogenlöschende Wirkung
ausübt. Wird statt dessen ein anderes Einbettungsmaterial schlechterer Wärmeleitfähigkeit,
z. B. Asbestmehl, verwendet oder der Draht in einem Luftraum frei ausgespannt, so
erhitzt sich der Draht unter sonst gleichen Bedingungen stärker. Er schmilzt infolgedessen
schneller ab. Der Grenzstrom des Leiters wird demnach herabgesetzt. Diese Erscheinung
kann man dazu ausnutzen, von vorherein einen stärkeren Leiterquerschnitt anzuwenden,
derart, daß der Grenzstrom des in Füllmasse geringerer Wärmeleitfähigkeit untergebrachten
Drahtes ebenso groß ist wie der eines dünneren, jedoch in Sand befindlichen Drahtes.
Die Anordnung hat dann bei gleichem Grenzstrom eine höhere Überlastungsträgheit
im Gebiet der Anlaufstromstärken.
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Verwendet man umgekehrt eine Isoliermasse, deren Wärmeleitfähigkeit
größer ist als die des Sandes, z. B. fein gepulvertes Aluminiumoxyd, so wird unter
Beibehaltung des gleichen Querschnittes zum Erreichen der Abschmelztemperatur .eine
größere Dauer benötigt, weil die Wärme schneller vom Draht abgeleitet wird. Auch
auf diesem Wege läßt sich demnach eine Steigerung der Trägheit erzielen.
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Beide obenerwähnten Mittel ergeben jedoch bei der praktischen Anwendung,
insbesondere in der laufenden Fabrikation, Schwierigkeiten. Wird nämlich der Sand
durch andere Füllmasse ersetzt, so wird die Lichtbogensicherheit vermindert. Infolgedessen
benötigt man besondere Hilfsmittel und Anordnungen, die die Herstellung der Patronen,
schwieriger gestalten und verteuern. Man hat daher versucht, den Sclun@elzleiter
mit einem Lackfarbenanstrich zu versehen. Aber auch hier macht es Schwierigkeiten,
eine gleichmäßige, wärmebeständige Lackschicht zu erhalten.
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Gemäß der Erfindung ist bei einer überstromträgen Sicherungspatrone
mit Fchtbogenlöschender Füllmasse und einem die Trägheit infolge seiner thermischen
Eigenschaften beeinflussenden isolierenden, aus einem Oxyd bestehenden Überzug auf
dem Schmelzleiter, der Oxydüberzug, der in seiner Form und Zusammensetzung so gewählt
ist, daß er Atweder als guter oder als schlechter Wärmeleiter wirkt, unmittelbar
auf dem Schmelzleiter .erzeugt.
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Die .erfindungsgemäße Verwendung von Schmelzdrähten, bei denen der
isolierende
überzug aus einer unmittelbar auf dem Schmelzleiter
erzeugten Oxydschicht besteht, gestattet @es in einfacher Weise, auf zwei verschiedenen
Wegen die überlastungstrag-; heit der Sicherungspatronen zu steigern. St llf, man
die Isolation aus einem Material das die Wärme schlechter leitet als der dein Leiter
unigebende Quarzsand, so wird der Grenzstrom des Leiters herabgesetzt. In diesem
Fall kann die Isolierumhüllung beispielsweise aus einer Asbestmasse bestehen. Besteht
jedoch die Umhüllung aus einem Material, das die Wärme besser leitet als Sand, so
bildet diese gleichsam einen Wärmespeicher. Der Draht verhält sich dann hinsichtlich
der Wärmespeicherung ebenso wie ein Metalldraht mit stärkerem Querschnitt, hinsichtlich
der elektrischen Leitfähigkeit aber wie ein Metalldraht; dessen Querschnitt kleiner
ist als der Gesamtquerschnitt des Leiters. Die Wärmespeicherung ergibt eine gesteigerte
überlastungsträgheit.
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Die Herstellung der Oxydschicht auf dem Schmelzleiter erfolgt in bekannter
Weise. Unter Umständen genügt es, nur den Schmelzleiter an seiner Oberfläche zu
oxydieren. Man kann jedoch auch zur Isolierung des Schmelzmetalls das Oxyd ,eines
anderen Metalls verwenden. Bei einem Schmelzleiter aus Silber kann man eine Aluminiumplattierung
verwenden, die an der Oberfläche in Aluminiumoxyd umgewandelt wird.
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Die Wahl des Oxydes richtet sich danach, ob eine gesteigerte Wärmeisolierung
oder eine gesteigerte Wärmeleitung erwünscht ist. Je nach diesem Zweck kann man
auch zur Herstellung des Oxydes ein Verfahren anwenden, das eine mehr öder weniger
dichte Oxydschicht ergibt. Die Wärmeleitfähigkeit ist im allgemeinen um so größer,
je dichter die Oxydschicht ist. Für das Erreichen einer Wärmespeicherung
zur Steigerung der Trägheit kann man erfindungsgemäß die Oxydschicht so dick ausbilden,
da.ß ihr Querschnitt etwa ebenso groß oder größer ist als der des innenliegenden
Schmelzleiters.
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Die Erfindung ist auch vorteilhaft in Verbindung mit weiteren zum
Teil an sich bekannten Mitteln, die zur Herabsetzung des Grenzstromes bzw. zur Steigerung
der Trägheit dienen. Im allgemeinen handelt es sich hierbei darum, dem mit der isolierenden
Oxydschicht umgebenen Schmelzleiter oder seiner Umgebung an einer örtlich begrenzten,
d. h. ;gegenüber der Gesamtlänge des Leiters kuirzen Strecke eine Sonderausbildung
zu geben.
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Schmelzanordnungen nach der Erfindung lassen sich ferner in Parallelschaltung
oder Reihenschaltung zu anders ausgebildeten Schmelzdrähten benutzen; z. B. kann
ein mit einer festhaftenden Isolierschicht versehener Schmelzdraht mit träge wirkender
Charakteristik einem Silberdraht parallel geschaltet z;t#in, der nach dem Ansprechen
des isolier-7. den Strom endgültig unterbricht.
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-'Bei isolierten Leitern nach der Erfindung @s.`kann man ferner an
einer oder mehreren Stellen des Leiters das isolierende Oxyd entfernen und gegebenenfalls
,auch den Querschnitt des Leiters verschwächen, um die Abschmelzstelle festzulegen
oder um die Abschmelzgeschwindigkeit im Fall eines Kurzschlusses zu vergrößern.
Ein solcher Schmelzleiter ist daher thermisch ausgleichbar. Die Zeit, die vom Einschalten
einer bestimmten Überlastung bis zum Abschmelzen eines Schmelzleiters verläuft,
ist bei einem nicht umhüllten Schmelzdralit durch das Verhalten der am stärksten
beheizten Mitte des Leiters begrenzt, die zuerst zum Abschmelzen kommt. Läßt man
dagegen bei einem isolierten Schmelzleiter in der Mitte die Isolierung weg, so wird
die Mitte stärker gekühlt als die Enden, und man kann die gleiche Abschmelzträgheit
bei Anwendung .eines etwas kleineren Leiterquerschnitts erreichen als bei vollkommen
durchgehender Isolierumhüllung. Auf diesen kleineren Querschnitt ist es zurückzuführen,
daß ein derartiger Schmelzleiter im Fall eines hohen Kurzschlusses mit größerer
Geschwindigkeit abschmilzt als ein durchgehend isoliertet Schmelzleiter, dessen
Querschnitt stärker sein muß.
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Die verschiedenen Wege, auf denen die Erfindung ausgenutzt werden
kann, gestattet es, die Sicherungen den jeweils verschiedenen Anforderungen weitgehend
anzupassen. Insbesondere kann je nach der Ausführungsform die gerade vorliegende
Forderung nach Selektivität (bestimmte Reihenfolge des Abschmelzens beim Überlasten
mehrerer hintereinandergeschalteter Sicherungen) erfüllt werden.