DE880347C - Elektrische Abschmelzsicherung geringer Eigeninduktivitaet und grosser Abschaltleistung - Google Patents

Description

• Elektrische Abschmelzsicherung geringer Eigeninduktivität und großer Abschaltleistung Abschmelzsicherungen werden häufig nicht nur als selbständige Schaltelemente verwendet, sondern in andere Schaltelemente, entweder zu deren Sicherheit oder zur Sicherheit der Schaltanordnung vor diesen Schaltelementen, eingebaut. So ist es z. B. bekannt, elektrische Kondensatoren mit eingebauten Sicherungen zu versehen, um zu vermeiden, daß bei einem Durchbruch eines Kondensators die Netzleitung kurzgeschlossen wird. Vor allem besteht die Forderung nach eingebauten Sicherungen bei Entstörungskondensatoren, da diese betriebstechnisch nicht wichtig sind und bei Ausfall lediglich die Entstörungswirkung unterbleibt.
• An in solche Schaltelemente eingebaute Sicherungen werden nun andere Anforderungen gestellt als an Sicherungen, die als selbständige Schaltelemente gelten. Zunächst besteht die Forderung, daß die eingebauten Sicherungselemente nur sehr wenig Raum beanspruchen dürfen, um die Baumasse des Schaltelementes, in das sie eingebaut werden, nicht unnötig zu vergrößern. Gleichzeitig wünscht man häufig, daß das Sicherungselement die elektrischen Werte des Schaltelementes nicht ändert. Insbesondere versucht man durch besonderen konstruktiven Aufbau eine Vergrößerung der Induktivität eines Kondensators zu vermeiden, was infolge der Stromführung über den Schmelzleiter nicht ohne weiteres möglich ist. Schließlich wünscht man, selbst mit Sicherungselementen kleinster Bauart möglichst große Stromstärken bei hohen Spannungen einwandfrei zu schalten, ohne daß unangenehme Nebenerschemungen, wie Aufplatzen des -Schaltelerrientes u. dgl., infolge reicher Gasentwicklung durch den entstehenden Lichtbogen am Schmelzleiter auftreten.
• Durch den Sicherungsaufba@ü.'gemäß der Erfindung werden diese drei Forderungen 'in - weitestgehender Weise erfüllt. Bei der Sicherung gemäß der Erfindung besteht das Absclumelzelement aus einer vorzugsweise aus Zinn bestehenden, auf beiden Seiten eines Isölierstoffplättchens, beispielsweise Glimmer, über einen Rand organisch leitend zusammenhängenden Metallauflage mit einem der Abschaltleistung entsprechenden Querschnitt. Wie die Versuche zeigten, lassen sich mit einer Sicherung dieser Art einwandfrei größere Spannungen eindeutig abschalten, während andererseits durch die U-förmige Anordnung des Sclhmelzleiters, die für die Abschaltleistung mit maßgebend ist, außerdem noch eine sehr geringe Eigeninduktivität gegeben ist. Schließlich ist das Sicherungselement einschließlich der Abdeckplatten, die zweckmäßig mit den Stromzuführungen zum Sicherungselement ausgerüstet sind, sehr flach, so daß es sich leicht in irgend-. welchen Hohlräumen unterbringen, beispielsweise als Wickeldorn eines Kondensators oder in einer Abwandlung sogar als Deckel des Behälters verwenden läßt. Die Metallauflage auf dem Isolierstoffplättchen kann beispielsweise - aus einer selbständigen aufgeklebten Folie bestehen. Sie kann jedoch auch durch eine Metallisierung nach irgendeinem bekannten Verfahren, sei es Aufdampfen, Aufgalvanisieren, Aufspritzen od. dgl., hergestellt sein. Zweckmäßigerweise verkleinert man die Breite in der Metallauflage an der Knickstelle, an dem Rand des Isolierstoffplättchens, an welchem die leitende Verbindung von der Metallauflage der einen Seitenfläche des Isolierstoffplättchens zu der auf der anderen Seite erfolgt, so daß der Abschmelzvorgang an dieser Stelle eingeleitet wird und der Lichtbogen infolge der geometrischen Anordnung von selbst sehr schnell zum Erlöschen kommt.
• Die Stromzuführungen zum Schmelzleiter können ebenfalls in irgendeiner bekannten Weise angebracht sein. Es hat sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, die beiderseitig auf dem das Sicherungselement tragenden Isolierstoffplättchen aufliegenden Abdeckplatten mit diesen Stromzuführungen zu vereinigen, so daß beim Auflegen der Abdeckplatten die Stromzuführungen mit dem Schmelzleiter durch Druckkontakt in Verbindung kommen. Beispielsweise kann man die Stromzuführungen aus einer starken Metallfolie bilden und sie durch Einschnitte in die Abdeckplatten einfädeln, so daß eine genügend breite Fläche zur Erzielung des Druckkontaktes zur Verfügung steht. Um einen dauernd gleichmäßigen Druck für die köntaktgabe aufrechtzuerhalten, kann man das Sicherungselement mit einem klemmenden. Organ umgeben, beispielsweise die beiden Abdeckscheiben mit dem zwischen sich befind- . Lidren Sicherungselement in ein klemmerartiges Gehäuse mit keilförmig abgeschrägten Wänden einschieben, wodurch die Stromzuführungen auf den Schmelzleiten aufgepreßt werden.
• Eine besonders gute Abschaltwirkung wird, abgesehen von der günstigen geometrischen Anordnung; Tann erreicht, wenn die Schmelzfolie fest zusammen-;epreßt,und vollkommen von festen Teilen umschlossen ist, so daß ein möglichst kleiner Luftraum innerlhalb- der Sicherung vorhanden ist. Beim Durchbrennen des Schmelzleiters entsteht dann ein Überdruck um diesen, welcher die Löschung eines sich bildenden Lichtbogens begünstigt.
• In der Zeichnung sind gemäß der Erfindung aufgebäüte Sicherungen schematisch dargestellt. Mit a ist sowohl in der Fig. z als auch in der Fig. 2 der Schmelzleiten bezeichnet, der U-förmig um das Isolierstoffplättchen b herumgreift. An der Knickstelle am oberen Rand des Isolierstoffplättchens b ist die Breite des Schmelzleiters wesentlich verringert (siehe c). Auf das den Schmelzleiter tragende Isolierstoffplättchen b sind beiderseits Abdeckplatten d aufgelegt, an welchen die Stromzuführungen e befestigt sind. Beim Aufeinanderschichten der Plättchen d und b kommen die Kontaktstellen f der Stromzuführungen mit dem Schmelzleiten a in leitende Berührung. Zur Aufrechterhaltung des Kontaktdruckes kann beispielsweise ein Gehäuse g vorgesehen werden, in welches die Sicherungsanordnung eingeschoben wird und wobei durch Ausbildung der Wandungen des Gehäuses g als abgeschrägte, keilförmige Wandungen ein genügend großer Preßdruck auf die Stromzuführungen e zur Kontaktgabe mit dem Schmelzleiter a ausgeübt wird. Mit einer derartig hergestellten Sicherung, die die Abmessungen zo X 15 X q. mm besaß, konnten bei einer in Reihe geschalteten Induktivität von = mH und 0,05 Ohm 400 Volt einwandfrei geschaltet werden. Die Induktivität dieser Sicherung betrug 5 nH, was als außerordentlich gering anzusprechen ist, da die Induktivitätswerte üblicher Sicherungen in der Größenordnung von zoo nH liegen.
• In Fig. 3 ist entsprechend der Fig. a und z eine mit Überdruck arbeitende Sicherung gezeigt. Gleiche Teile sind dabei mit gleichen Zeichen versehen. Die Abdeckplatten d sind hierbei stärker ausgeführt, um zusammen mit dem Zusatzteil h und dem zweiteiligen Gehäuse g, und g, für die beim Abschmelzvorgang entstehenden Gase eine Art Labyrinthdichtung zu schaffen. In Fig. 4 und 5 ist eine Abwandlung einer Sicherung gemäß der Erfindung dargestellt.
• Die Sicherung wird hier aus zwei kreisförmigen Teilen i, k zusammengesetzt und gegebenenfalls durch gebördelte Metallbänder 1, m zusammengehalten,welche zugleich die Anschlüsse zur Sicherung bilden können. Die Schmelzfolie n ist wieder bifilar um ein hier ringförmig ausgebildetes Isolierplättchen o gelegt und hat je nach den gewünschten Abschmelzwerten die Gestalt eines kleineren oder größeren Kreissektors. Die Stromzuführungen f, q sind in die als Preßteile ausgebildeten Abdeckplatten i, k, die auch aus Porzellan bestehen können, eingesetzt. Hinter den Stromzuführungen ist das Profil der Preßteile i; k zweckmäßig geändert, um ein Auspuffen des beim Abschalten erhitzten Gases zu verhindern.
• Um eine gute Dichtung zu erhalten, können die Berührungsflächen der Preßteile i, k vor dem Zusammen- i bau mit einem fest werdenden Klebmittel od. dgl. bestrichen werden.
• Eine derartige als Ringscheibe ausgebildete Sicherung läßt sich nun ebenfalls in raumsparender Weise z. B. oberhalb einer Stirnseite eines Wickelkonden- ä: sators unterbringen. Bei geeigneter Ausbildung kann sie sogar den Deckel eines Kondensatorgehäuses in der dargestellten Form, insbesondere den Deckel für einen Durchführungskondensator ersetzen und, wenn die Aufbauteile aus Porzellan gefertigt sind, in bekannter Weise mit dem Gehäuse verlötet werden.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE.-i. Elektrische Abschmelzsicherung geringer Eigeninduktivität und großer Abschaltleistung flacher Bauform, insbesondere zum Einbau in elektrische Kondensatoren, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschmelzelement aus einer vorzugsweise aus Zinn bestehenden, auf beiden Seiten eines Isolierstoffplättchens, beispielsweise Glimmer, über einen Rand organisch leitend zusammenhängenden Metallauflage der Abschaltleistung entsprechenden Ouerschnittes besteht.
2. 2. Abschmelzsicherung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallauflage aus einer aufgeklebten Folie besteht.
3. 3. Abschmelzsicherung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallauflage aus einer nach irgendeinem bekannten Verfahren aufgebrachten Metallisierung besteht. q..
4. Abschmelzsicherung nach Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Metallauflage an der Verbindungsstelle von der einen Seite des Tragplättchens zur anderen verkleinert ist.
5. 5. Abschmelzsicherung nach Ansprüchen i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführung zum Sicherungselement durch zweckmäßigerweise in das ganze Element abdeckenden Isolierstoffplättchen befestigten, auf den Enden des Sicherungselementes unter Druck aufliegenden Metallstreifen erfolgt.
6. 6. Abschmelzsicherung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungssystem mit Abdeckplättchen und Stromzuführungen von einem klemmenden Organ umgeben, z. B. in ein Gehäuse mit abgeschrägten Wandungen eingeschoben ist, so daß die Stromzuführungen auf den Abschmelzleiter aufgepreßt werden.
7. 7. Abschmelzsicherung nach Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schmelzleiter umgebenden Isolierteile diesen unter Bildung eines möglichst kleinen Luftraumes fest umschließen. B. Abschmelzsicherung nach Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherung als Deckel eines Kondensatorgehäuses dient.