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Überstromträger oder flinker Schmelzeinsatz Zur Konstruktion »träger«
oder »kalter« Schmelzeinsätze wird allgemein ein überdimensionierter Schmelzleiter
verwendet, auf den ein Wirkstoff angebracht ist, der mit dem Schmelzleiter unter
Einfluß der Stromwärme eine Legierung oder Verbindung eingeht. Es wird hierdurch
am Ort des Wirkstoffes im Schmelzleiter eine Stelle höheren Widerstandes und niedrigeren
Schmelzpunktes bei einem bestimmten Temperaturpunkt bzw. bei einem bestimmten Stromwert
geschaffen, die zur vorzeitigen Unterbrechung des Schmelzleiters führt.
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Im Falle des »trägen« Schmelzeinsatzes soll der Einfluß des Wirkstoffes
möglichst nur im Gebiet langer Abschaltzeiten eintreten, im Falle des »kalten« Schmelzeinsatzes
flinker Charakteristik soll der Einfluß des Wirkstoffes noch bis über das Vielfache
des Nennstromes hinausreichen. Weiter wird von dem Wirkstoff gefordert, daß der
Beginn der Einwirkung bei einer Temperatur eintritt, die so hoch ist, daß Änderungen
der Raumtemperatur keinen großen Einfluß auf die Abschaltzeit des Schmelzeinsatzes
haben, und doch niedrig genug ist, um den Schmelzleiter an einem thermisch günstigen
Punkt zu unterbrechen und die Betriebstemperatur des Schmelzeinsatzes niedrig zu
halten.
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Weitere wichtige Forderungen sind, daß der Wirkstoff unterhalb seines
Wirkpunktes keinen Einfluß auf den Schmelzleiter ausübt, der zu einer Alterung führt,
und daß die Zeitspanne vom Augenblick des ersten Angriffs auf den Schmelzleiter
bis zur endgültigen Unterbrechung sehr kurz ist, so daß die Wahrscheinlichkeit,
daß bei Stromrückgang nach erfolgtem Angriff ein bereits geschwächter Schmelzleiter
noch in Betrieb bleibt, sehr gering ist. Außerdem soll der Angriff auf den Schmelzleiter
nicht in einem Temperaturintervall,
sondern an einem exakten Temperaturpunkt
beginnen, um geringe Streuungen in den Abschaltzeiten zu erhalten.
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Es war bisher nicht möglich, diese Forderungen gleichzeitig zu erfüllen.
Die bisher verwendeten-Wirkstoffe verstoßen gegen die eine oder andere dieser Forderungen.
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Die Erfindung gibt einen Weg an, einen Schmelzeinsatz zu schaffen,
der diese Forderungen gleichzeitig erfüllt. Erfindungsgemäß wird als Wirkstoff für
den Schmelzleiter des Schmelzeinsatzes Selen verwendet. Bis zum Schmelzpunkt des
Selens, der bei 22o° C liegt, tritt keine Beeinflussung des Schmelzleiters durch
den Wirkstoff ein. Die Reaktion erfolgt erst bei Erreichen des Schmelzpunktes. Sie
setzt schlagartig ein, da die Aggressivität des Selens gegenüber dem Schmelzleiter
äußerst groß ist. Besteht der Schmelzleiter aus Kupfer, so bildet sich Kupferselenid,
besteht der Schmelzleiter aus Silber, so entsteht Silberselenid. Beide Verbindungen
sind Stoffe, die den Strom praktisch nicht leiten, so daß nach dem ersten Angriff
durch den verengten Querschnitt die Temperatur am Ort des Angriffs sofort wesentlich
ansteigt und der Schmelzleiter innerhalb kürzester Zeit unterbrochen wird. Ist einmal
der Schmelzpunkt des Selens erreicht, so ist der Vorgang praktisch nicht mehr aufzuhalten,
so daß der Schmelzleiter vollkommen unterbricht. Der Schmelzeinsatz gemäß der Erfindung
zeichnet sich somit dadurch aus, daß im Laufe der Zeit oder durch vorangegangene
Strombelastungen, die den Schmelzleiter nicht zum Durchschmelzen bringen, die ursprüngliche
Abschmelzcharakteristik sich nicht ändert. Er ist also keiner Alterung unterworfen.
Infolge der großen Aggressivität des Selens gegenüber dem Schmelzleitermaterial
ist auch ein zuverlässiges Arbeiten des Schmelzleiters gegeben. Da der Schmelzpunkt
des Selens bei 22o' C liegt, arbeitet der Schmelzeinsatz gemäß der Erfindung bei
einer niedrigen Temperatur, was für den Betrieb des Schmelzeinsatzes sehr erwünscht
ist. Diese Betriebstemperatur ist immer noch so groß, daß Änderungen der Raumtemperatur
praktisch keinen Einfluß auf die Abschaltcharakteristik ausüben. Um den Schmelzpunkt
herabzusetzen, kann man auch dem Selen Schwefel beimengen, so: daß der Wirkstoff
ein Selen-Schwefel-Gemisch darstellt. Infolge des niedrigen Schmelzpunktes des Wirkstoffes
ist es möglich, für den Schmelzleiter auch unedles Material, insbesondere Kupfer,
zu verwenden, ohne daß bei diesem Material die Gefahr einer Alterung besteht.
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Die Erfindung wird mit Vorteil an den geschlossenen Schmelzeinsätzen
verwendet. Der Schmelzleiter wird dabei in der Regel überdimensioniert. Durch verschiedene
Wahl der Schmelzleiterkonstruktion läßt sich der Einfluß des Selens bzw. Selen-Schwefel-Gemisches
auf dem Schmelzleiter so variieren, daß entweder träge Schmelzeinsätze oder flinke
Schmelzeinsätze, beide mit niedriger Betriebstemperatur, unter Anwendung ein und
desselben Wirkstoffes gefertigt werden können.
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Das Anbringen des Selens bzw. des Selen-Schwefel-Gemisches an dem
Schmelzleiter kann in verschiedener Weise erfolgen. Es läßt sich der Wirkstoff in
fester Form auf den erhitzten Schmelzleiter unmittelbar auftragen. Man kann auch
den Schmelzleiter in den verflüssigten Wirkstoff tauchen. Es läßt sich auch der
Wirkstoff in flüssiger Form auf den kalten oder erhitzten Schmelzleiter durch Auftropfen
oder Aufstreichen aufbringen. Diese Auftragverfahren müssen kurzzeitig durchgeführt
werden, um die Beeinflussung des Schmelzleitermaterials beim Aufbringen des Wirkstoffes
so klein wie möglich 'zu halten. Man kann auch zusätzliche Körper (Niet od. dgl.)
vorsehen, auf die das Selen bzw. das Selen-Schwefel-Gemisch aufgebracht wird. Diese
zusätzlichen Körper werden derart an dem Schmelzleiter angeordnet, daß der Wirkstoff
auf den Schmelzleiter einwirken kann. Schließlich läßt sich auch der Wirkstoff durch
Klebe- oder Kittmittel an dem Schmelzleiter befestigen.