DEP0013640DA

DEP0013640DA - Overcurrent transmission of electrical fuse

Info

Publication number: DEP0013640DA
Authority: DE
Original assignee: Elektrotechnische Spezialfabrik Rudolf Bogenschütz, Frankfurt/Main
Publication date: 1951-01-25

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.In the case of fast-acting fuses, silver was mainly used for the fuse element. The silver has the advantage of not oxidizing, but its melting point is so high that such fuses could only be loaded with a considerably lower continuous current than their smallest melting current (limit current). For example, the lowest melting current of a 6 amp fuse is between 9 and 11.4 amp. However, given the fact that it heats up, it may only be continuously loaded with a maximum of 6 A.

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 üblichenIn addition, slow-acting fuses were developed in which the melting point of the fuse element, which has been reduced due to the formation of an alloy (e.g. tin application on silver) is mainly used in order to achieve longer melting times in the event of overloads. Although such fuses behave more favorably in terms of heating than fast-acting fuses, they do not allow a long-term load capacity up to the limit current, since they age prematurely due to crystal formations and silent alloy formations with permanent loads in the vicinity of the limit current and then melt prematurely after a short period of use. A new type of fuse has therefore been developed in accordance with the invention which, with little heating, permits a permanent load capacity up to the vicinity of the limit current without aging. This is achieved by replacing the standard

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.Tin-silver fusible conductor an order is used that begins to act at a narrowly limited reaction temperature and destroys the fusible conductor. The destruction can be achieved by an exothermic process, chemical conversion or mechanical action. The effect can be primary or secondary, i.e. that, for example, a metal is first released during the chemical reaction, which in turn forms an alloy directly with the fusible conductor metal and thus causes it to melt.

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.The application of these much more advantageous reaction substances, but above all the accuracy of such a fuse with regard to the limit current, has shown itself to be dependent on circumstances, the knowledge and consideration of which forms the subject of the invention.

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.It was found that even when such orders are used, their reaction temperature, ie the beginning of the implementation and thus destruction of the fusible conductor, is precisely defined, whereby the triggering accuracy itself is considerably increased and a complete utilization of the highest permissible cable load capacity could be achieved, there was no guarantee of this that the reaction started at the edge of the order, i.e. at the transition from the bare fusible conductor to the covered part. This affected the response accuracy of the fuse. Practically unavoidable inaccuracies in the manufacture of fusible conductors from fine silver sheet metal strips have also proven to be the reason for inaccuracies in the response of the fuse.

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.It has been shown that these phenomena are eliminated by reducing the cross section, for example by perforations on the sections covered or enveloped by the application compound, and that the melting times can be regulated in any desired and finely graded manner through the formation of these cross-sectional reductions, above all by their extent. The security according to the invention is accordingly characterized in that the fusible conductor has cross-section reductions at least at the jobs that decompose at predetermined temperatures and form electrically neutral bodies. Instead of a cross-section reduction, the size and shape of which (e.g. round or angular punchings) take into account the aforementioned conditions, e.g. the level of the ascertained manufacturing accuracy, an arrangement of several cross-section reductions (e.g. perforations) can be used.

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.You can also by the distance between several such holes or the like. E.g. by increasing or decreasing the distance, adjust their influence to the desired extent.

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.However, if only one hole is used, this usually has the advantage that the accuracy of the reaction times is better reduced because a hole can be made precisely in the heat center and thus undesirable onset of the reaction at or near the edge of the order is switched off with greater certainty.

Es hat sich erwiesen, dass Fertigungsungenauigkeiten hierdurch mit Sicherheit ausgeglichen werden und man dadurch Sicherungen erhält, die in ihren Abschmelzbedingungen die bekannten Sicherungen übertreffen.It has been shown that manufacturing inaccuracies can be compensated for with certainty and that fuses are obtained that exceed the known fuses in terms of their melting conditions.

Derartige Sicherungen können bis in die Nähe ihres Grenzstromes, z.B. Minimal-Prüfstromes dauernd belastet werden, ohne Veränderungen auch bei langzeitiger Inanspruchnahme zu zeigen.Such fuses can be continuously loaded up to the vicinity of their limit current, e.g. minimum test current, without showing any changes even with long-term use.

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.The cooling effect of the order is effective until the start of the action and the narrowing of the scatter when triggered means an increase in the long-term load capacity up to the cable load limit due to the elimination of the previously existing inaccuracies due to reactive reactions and the like.

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.In order to increase the melting speed and the switching capacity in the event of high short circuits of such a fuse, cross-section reductions can still be made outside the mass, so that the fusible conductor is divided into several low-metal switching sections and small amounts of metal evaporate in the event of short-circuit-like overloads. The melting process is thereby shortened in such a way that it is usually already ended before the short-circuit current has developed to its full level.

Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsformen des Schmelzleiters einer Sicherung gemäss der Erfindung, durch welche die Form und Lage der Querschnittsverringerungen ersichtlich ist.The drawing illustrates two embodiments of the fuse element of a fuse according to the invention, through which the shape and position of the cross-sectional reductions can be seen.

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. 1 shows a schematic representation of a fusible conductor 1, which carries in its center a coating B of a reaction substance applied on all sides over a length of about 4 to 6 mm, in the middle of which the fusible conductor in the form of a fine silver sheet metal strip with a round hole C as Cross-sectional reduction is provided.

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. 2 shows a similar representation of a fusible conductor, which has two square punchings D on both sides of a flat bend applied in the middle and is provided with a melt filling the bend and covering an application of a reaction substance.

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.In addition to an arrangement according to FIG. 1, FIG. 3 also has recesses B on the side of the earth sheaths A for dividing the fusible conductor into several switching paths.

Claims

1. Overcurrent loads, at least up to approximately their limit current, permanently resilient, electrical fuse, in which deposits of substances, e.g. molten salt, are arranged at the point provided for switching off the fusible link, which decompose at a predetermined temperature, thereby destroying the fusible link and thus the Bring current interruption, characterized in that at least on the sections covered by these coverings, reductions in the fusible conductor cross-sections are provided in such a way that manufacturing inaccuracies of these fusible conductors are eliminated and the setting of their response times is improved.

2. Fuse according to claim 1, characterized in that the cross-sectional reduction is arranged in the middle of the covered section.

3. Fuse according to Claims 1 and 2, characterized in that a plurality of spatially separate cross-sectional reductions are provided.

4. Fuse according to Claims 1 to 3, characterized in that further cross-sectional reductions are provided outside the coverings.