DEP0013640DA - Überstromträge elektrischer Schmelzsicherung - Google Patents

Description

Bei Sicherungen flinker Bauart verwendete man in der Hauptsache Silber für den Schmelzleiter. Das Silber hat zwar den Vorteil nicht zu oxydieren, sein Schmelzpunkt liegt jedoch so hoch, dass derartige Sicherungen nur mit einem erheblich geringeren Dauerstrom als ihrem kleinsten Abschmelzstrom (Grenzstrom) belastet werden konnte. Z.B. liegt der kleinste Abschmelzstrom einer 6 Amp.-Sicherung zwischen 9 und 11,4 Amp. Sie darf jedoch mit Rücksicht auf ihre Erwärmung nur mit höchstens 6 A dauernd belastet werden.

Man entwickelte ausserdem träge Sicherungen, bei denen in der Hauptsache der durch Legierungsbildung reduzierte Schmelzpunkt des Schmelzleiters (z.B. Zinnauftrag auf Silber) benutzt wird, um bei Überlastungen längere Abschmelzzeiten zu erreichen. Obwohl sich derartige Sicherungen hinsichtlich der Erwärmung günstiger verhalten als flinke Sicherungen, gestatten sie nicht eine Dauerbelastbarkeit bis in die Nähe des Grenzstromes, da sie bei Dauerbelastungen in der Nähe des Grenzstromes vorzeitig durch Kristallbildungen und stille Legierungsbildungen altern und dann schon nach geringer Benutzungsdauer vorzeitig abschmelzen. Man hat daher erfindungs- eine neue Sicherungsart entwickelt, die bei geringer Erwärmung eine Dauerbelastbarkeit bis in die Nähe des Grenzstromes gestattet, ohne zu altern. Dies wird dadurch erreicht, dass an Stelle der seither üblichen

Zinn-Silber-Schmelzleiter ein Auftrag verwendet wird, der bei einer eng begrenzten Reaktionstemperatur anfängt zu wirken und den Schmelzleiter zerstört. Die Zerstörung kann dabei durch exothermischen Vorgang, chemische Umsetzung oder mechanische Wirkung erzielt werden. Dabei kann die Wirkung primär oder sekundär sein, d.h. dass beispielsweise bei der chemischen Umsetzung erst ein Metall freigesetzt wird, das seinerseits unmittelbar mit dem Schmelzleitermetall eine Legierung bildet und diesen so zum Abschmelzen bringt.

Die Auftragung dieser wesentlich vorteilhafteren Reaktionsstoffe, vor allem aber die Genauigkeit einer solchen Sicherung hinsichtlich des Grenzstromes hat sich aber noch von Umständen abhängig gezeigt, deren Kenntnis und Berücksichtigung den Gegenstand der Erfindung bildet.

Es wurde nämlich gefunden, dass auch bei Verwendung solcher Aufträge deren Reaktionstemperatur, d.h. Beginn der Umsetzung und damit Zerstörung des Schmelzleiters genau festgelegt ist, wodurch die Auslösegenauigkeit an sich erheblich gesteigert und eine restlose Ausnutzung der höchsten zulässigen Kabelbelastbarkeit erreicht werden konnte, keine Gewähr dafür bestand, dass der Eintritt der Reaktion sich am Rande des Auftrages, also am Übergang des blanken Schmelzleiters auf dem umhüllten Teil vollzog. Hierdurch war die Ansprechgenauigkeit der Sicherung beeinträchtigt. Auch praktisch nicht vermeidbare Ungenauigkeiten in der Fertigung der Schmelzleiter aus Feinsilberblechstreifen haben sich als Grund für Ungenauigkeiten beim Ansprechen der Sicherung erwiesen.

Es hat sich ergeben, dass durch Querschnittsverringerungen, beispielsweise durch Lochungen an den durch die Auftragsmasse überdeckten oder umhüllten Abschnitten diese Erscheinungen beseitigt und darüber hinaus durch die Ausbildung dieser Querschnittsverringerungen, vor allem durch deren Ausmass die Abschmelzzeiten beliebig und feinstufig reguliert werden können. Die Sicherung gemäss der Erfindung ist danach dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzleiter mindestens an den von bei vorbestimmten Temperaturen sich zersetzenden und elektrisch-neutrale Körper bildenden Aufträgen Querschnittsverringerungen aufweist. Dabei kann an Stelle einer Querschnittsverringerung, deren Grösse und Form (z.B. runde oder eckige Ausstanzungen) den erwähnten Verhältnissen Rechnung trägt, z.B. dem Grade der ermittelten Fertigungsgenauigkeiten entspricht, auch eine Anordnung mehrerer Querschnittsverringerungen (z.B. Lochungen) verwendet werden.

Ausserdem kann man durch den Abstand mehrerer solcher Lochungen o.dgl. z.B. durch Vergrösserung oder Verkleinerung des Abstandes noch zusätzlich im gewünschten Masse deren Einfluss einstellen.

Verwendet man nur ein Loch, so hat dies allerdings in der Regel den Vorteil, dass die Genauigkeit der Reaktionszeiten besser eingeengt ist, weil ein Loch genau in dem Wärmezentrum angebracht werden kann und damit unerwünschtes Einsetzen der Reaktion an oder in der Nähe des Randes des Auftrages mit grösserer Sicherheit ausgeschaltet wird.

Es hat sich erwiesen, dass Fertigungsungenauigkeiten hierdurch mit Sicherheit ausgeglichen werden und man dadurch Sicherungen erhält, die in ihren Abschmelzbedingungen die bekannten Sicherungen übertreffen.

Derartige Sicherungen können bis in die Nähe ihres Grenzstromes, z.B. Minimal-Prüfstromes dauernd belastet werden, ohne Veränderungen auch bei langzeitiger Inanspruchnahme zu zeigen.

Die kühlende Wirkung des Auftrages macht sich bis zum Beginn der Einwirkung geltend und die Einengung der Streuung bei Auslösung bedeutet durch die Ausschaltung der noch bisher bestandenen Ungenauigkeiten durch Reandreaktion u.dgl. eine Erhöhung der Dauerbelastbarkeit bis zur Kabelbelastbarkeitsgrenze.

Um die Abschmelzschnelligkeit und die Schaltleistung bei hohen Kurzschlüssen einer derartigen Sicherung zu erhöhen, kann man weiterhin ausserhalb der Masse noch Querschnittsverringerungen anbringen, wodurch der Schmelzleiter in mehrere metallarme Schaltstrecken unterteilt wird und bei kurzschlussartigen Überlastungen geringer Metallmengen zur Verdampfung gelangen. Der Abschmelzvorgang wird hierdurch derart abgekürzt, dass er in der Regel bereits beendet ist, bevor der Kurzschlusstrom sich zu seiner vollen Höhe entwickelt hat.

Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsformen des Schmelzleiters einer Sicherung gemäss der Erfindung, durch welche die Form und Lage der Querschnittsverringerungen ersichtlich ist.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Schmelzleiter 1, der in seiner Mitte einen auf eine Länge von etwa 4 bis 6 mm allseitig aufgetragenen Überzug B eines Reaktionsstoffes trägt, in dessen Mitte der Schmelzleiter in Gestalt eine Feinsilber-Blechstreifens mit einem runden Loch C als Querschnittsverringerung versehen ist.

Fig. 2 zeigt in ähnlicher Darstellung einen Schmelzleiter, der beidseitig einer in der Mitte angebrachten flachen Knickung zwei quadratische Ausstanzungen D trägt und mit einer die Knickung anfüllenden Schmelze und überdeckenden Auftragung aus einem Reaktionsstoff versehen ist.

Fig. 3 weist ausser einer Anordnung gemäss Fig. 1 noch seitlich der Masse-Umhüllungen A Einsparungen B zur Unterteilung des Schmelzleiters in mehrere Schaltstrecken auf.

Claims (4)

1. Überstromträge, mindestens bis annähernd an ihren Grenzstrom dauernd belastbare, elektrische Schmelzsicherung, bei der an der für die Abschaltung der Schmelzleiter vorgesehenen Stelle Beläge von Stoffen, z.B. Salzschmelzen angeordnet sind, die sich bei vorbestimmter Temperatur zersetzen, hierdurch den Schmelzleiter zerstören und damit die Stromunterbrechung herbeiführen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an den von diesen Belägen überdeckten Abschnitten derart bemessene Verringerungen der Schmelzleiterquerschnitte vorgesehen sind, daß Fertigungsungenauigkeiten dieser Schmelzleiter beseitigt werden und die Einstellung ihrer Reaktionszeiten verbessert wird.

2. Schmelzsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsverminderung in der Mitte des überdeckten Abschnittes angeordnet ist.

3. Schmelzsicherung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, räumlich voneinander getrennte Querschnittsverminderungen vorgesehen sind.

4. Schmelzsicherung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Beläge noch weitere Querschnittsverminderungen vorgesehen sind.