EP3270403A1

EP3270403A1 - Sicherung

Info

Publication number: EP3270403A1
Application number: EP17001184.5A
Authority: EP
Inventors: Ulrich Haas; Thorsten FALKENBERG
Original assignee: Siba Fuses GmbH
Current assignee: Siba Fuses GmbH
Priority date: 2016-07-14
Filing date: 2017-07-12
Publication date: 2018-01-17
Anticipated expiration: 2037-07-12
Also published as: DE202017006915U1; ES2716929T3; EP3270403B1; PL3270403T3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherung (1), bevorzugt Niederspannungssicherung, vorzugsweise vorgesehen zur Verwendung für einen Bemessungsspannungsbereich von größer oder gleich 900 V und/oder für einen Bemessungsstromstärkenbereich von größer oder gleich 250 A, insbesondere für den Einsatz in Gleichspannungskreisen, mit einem Isolierkörper (2) und mit wenigstens einem streifenförmigen Schmelzleiter (3), wobei der Isolierkörper (2) einen Aufnahmebereich (4) zur Aufnahme des Schmelzleiters (3) aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Aufnahmebereich (4) im zu seiner Längsachse senkrechten Querschnitt eine zumindest im Wesentlichen rechteckige oder rechteckartige Form mit sich zwischen den Eckbereichen (5) erstreckenden Diagonalen aufweist und dass der Schmelzleiter (3) zumindest im Wesentlichen in einer Diagonalebene des Aufnahmebereichs (4) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherung, bevorzugt Niederspannungssicherung, vorzugsweise vorgesehen zur Verwendung für einen Bemessungsspannungsbereich von größer oder gleich 900 V und/oder für einen Bemessungsstromstärkenbereich von größer oder gleich 250 A, insbesondere für den Einsatz in Gleichspannungskreisen, mit einem Isolierkörper und mit wenigstens einem streifenförmigen Schmelzleiter, wobei der Isolierkörper einen Aufnahmebereich zur Aufnahme des Schmelzleiters aufweist.
Eine Sicherung der vorgenannten Art ist bereits aus der DE 10 2014 212 068 A1 bekannt. Die bekannte Sicherung weist einen außen quadratischen und innen runden Isolierkörper auf. Im Aufnahmebereich sind eine Mehrzahl von Schmelzleitern vorgesehen, die unterschiedliche Anordnungen haben können. Nachteilig bei der bekannten Sicherung ist es, dass es bei Überlast und im Kurzschlussfall zu Beschädigungen des Isolierkörpers verbunden mit dem Austritt von heißem Sand aus dem Isolierkörper oder sogar zu Lichtbogenaustritten kommen kann. Die vorstehende Problematik ergibt sich insbesondere bei Sicherungen für einen hohen Bemessungsspannungsbereich und/oder einen hohen Bemessungsstromstärkenbereich.
Aus der DE 10 2012 210 292 A1 ist eine Schmelzsicherungsanordnung bekannt, bei der der Aufnahmebereich des Isolierkörpers zumindest im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet ist. Jedoch sind die einzelnen Schmelzleitereinheiten in einer runden Ausnehmung des Isolierkörpers angeordnet. Die Schmelzleiter selbst sind flächig zur Ausnehmung beabstandet angeordnet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sicherung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die insbesondere auch bei Verwendung für einen hohen Bemessungsspannungsbereich und/oder einen hohen Bemessungsstromstärkebereich möglichst kleinbauend ist, wobei gleichzeitig gewährleistet sein soll, dass es bei Überlast und insbesondere im Kurzschlussfall möglichst nicht zu Beschädigungen des Isolierkörpers, insbesondere verbunden mit dem Austritt von heißem Sand oder sogar zu einem Lichtbogenaustritt kommt.
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Sicherung mit den Merkmalen des Gegenstands des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der Erfindung sind verschiedene Untersuchungen von Sicherungen, insbesondere wie sie aus der DE 10 2014 212 068 A1 bekannt sind, vorausgegangen. Bei einer derartigen bekannten Sicherung schmilzt bei einer Belastung oberhalb eines vorgegebenen Zeit-/Strombereichs wenigstens ein im Inneren der Sicherung angeordneter Schmelzleiter, um letztlich den Stromkreis zu trennen. An der Trennstelle entsteht üblicherweise ein Schaltlichtbogen, dessen Ausdehnung und Beständigkeit von den Eigenschaften des Stromkreises in Bezug auf die Spannung, die Stromstärke, die Zeitkonstante des Fehlerstromkreises und das Vorüegen von Wechsel- oder Gleichspannung abhängen. Zum raschen Löschen des Lichtbogens ist die bekannte Sicherung mit einem die Schmelzleiter umgebenden Lichtbogenlöschmittel gefüllt, bei dem es sich typischerweise um Quarzsand handelt. Durch die herrschenden Temperaturen im Bereich des Lichtbogens entwickelt sich aus dem den Schmelzleiter umhüllenden Quarzsand ein nichtleitender, fulguritähnlicher Sinterkörper. Der Fehlerstrom ist damit unterbrochen.
Bei Untersuchungen des Sinterkörpers ist festgestellt worden, dass dessen Querschnitt wesentlich größer ist als der des Schmelzleiters. Beispielsweise kann ein streifenförmiger Schmelzleiter mit einer Querschnittsfläche von 20 x 0,2 mm leicht zur Ausbildung eines Sinterkörpers mit Abmessungen von 30 x 10 mm im Querschnitt führen. Bei einer Mehrzahl von Schmelzleitern, wie dies bei der aus der DE 10 2014 212 068 A1 bekannten Sicherung der Fall ist, sind die Schmelzleiter vergleichsweise nah an die Gehäuseinnenwand des Isolierkörpers herangeführt. Es ist dann festgestellt worden, dass im Auslösefall die auftretenden hohen Temperaturen, die durchaus einige tausend Grad Celsius betragen können, insbesondere bei hohen Bemessungsströmen und einem in diesem Zusammenhang größeren Querschnitt der Schmelzleiter zur weiteren Vergrößerung eines Sinterkörpers und damit zu Spannungsrissen des Isolierkörpers führen können, was zu dem in der Praxis festgestellten Austritt von heißem Sand oder sogar zu Lichtbogenaustritten führen kann.
Beim Zustandekommen der Erfindung ist dann zunächst versucht worden, den Isolierkörper zu verstärken, um Spannungsrisse zu vermeiden. Die Verstärkung hat sich jedoch als aufwändig herausgestellt. Des Weiteren ist der Ansatz gewählt worden, den Aufnahmeraum zu vergrößern, um einen größeren Abstand der Schmelzleiter zur Innenwandung des Isolierkörpers zu haben. Dies kann aber zu einer Vergrößerung der Abmaße des Isolierkörpers und damit der Sicherung führen. Im Übrigen ist in Betracht gezogen worden, die Abmaße der Schmelzleiter dahingehend zu ändern, dass diese bei gleicher Querschnittsfläche eine geringere Breite und dafür eine etwas größere Dicke haben. Auch dies führt letztlich zu einer größeren Beabstandung zumindest der Enden der Schmelzleiter zur Innenwandung des Isolierkörpers. In diesem Zusammenhang ist jedoch festgestellt worden, dass etwas dickere Schmelzleiter letztlich das Ansprechverhalten der Sicherung nachteilig beeinflussen können.
Die Erfindung geht nun einen anderen Weg.
Die erfindungsgemäße Sicherung weist einen Aufnahmebereich auf, der im zu seiner Längsachse senkrechten Querschnitt eine zumindest im Wesentlichen rechteckige oder rechteckartige Form aufweist. Zwischen jeweils gegenüberliegenden Eckbereichen des Aufnahmebereichs erstrecken sich Diagonalen des Aufnahmebereichs. Der streifenförmige Schmelzleiter wird nun zumindest im Wesentlichen in einer Diagonalebene des Aufnahmebereichs angeordnet. Die Anordnung auf oder im Bereich der Diagonalebene bedeutet dabei insbesondere, dass vorzugsweise lediglich in der Diagonalebene bzw. bedarfsweise in beiden Diagonalebenen und nicht außerhalb der Diagonalebene ein oder mehrere Schmelzleiter angeordnet sind. In weiteren Ausführungsformen kann neben wenigstens einem Schmelzleiter, der zumindest im Wesentlichen in einer Diagonalebene des Aufnahmebereiches angeordnet ist, wenigstens ein weiterer Schmelzleiter vorgesehen sein, der nicht in einer Diagonalebene des Aufnahmebereiches angeordnet ist. Im Vergleich zu einem zylindrischen Aufnahmebereich mit einem runden Querschnitt besteht durch die rechteckige bzw. rechteckartige Form des Aufnahmebereichs in den Eckbereichen ein vergrößertes Platzangebot für einen heißen Sinterkörper, wenn dieser im Auslösefall im Bereich des Schmelzleiters und seiner Umgebung entsteht. Ein einzelner Schmelzleiter erstreckt sich demnach in seiner Breitenausdehnung insbesondere diagonal von Ecke zu Ecke des rechteckigen bzw. rechteckartigen Aufnahmebereichs. Durch die Anordnung des Schmelzleiters auf der Diagonalebene des rechteckigen oder rechteckartigen Aufnahmebereichs wird der zur Verfügung stehende Raum optimal ausgenutzt. Hierin liegt gerade der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung gegenüber einem Aufnahmebereich mit einem runden Querschnitt, d.h. ohne ausgebildete Eckbereiche.
Besonders vorteilhaft wirken sich die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Sicherung aus, wenn anstelle eines einzelnen Schmelzleiters eine Mehrzahl von Schmelzleitern vorgesehen ist. Hierbei werden bevorzugt bis zu vier Schmelzleiter zumindest im Wesentlichen in wenigstens einer Diagonalebene des Aufnahmebereichs angeordnet. Im Fall von vier Schmelzleitern ist es dabei vorzugsweise so, dass jeweils zwei Schmelzleiter auf einer der beiden Diagonalebenen angeordnet sind, so dass sich im Ergebnis eine sternförmige Anordnung der Schmelzleiter im Querschnitt ergibt. Im Vergleich mit einer bei bekannten Sicherungen häufig vorgesehenen mehrfach parallelen Anordnung von Schmelzleitern oder einer Anordnung mehrerer Schmelzleiter nach einem im Querschnitt quadratischen Grundmuster ergibt sich durch die erfindungsgemäße Anordnung der Vorteil, dass allenfalls nur noch eine punktuelle Nähe eines entstandenen Sinterkörpers an den Schmelzleiterkanten zu den häufig relativ dickwandigen Ecken des Isolierkörpers besteht. Die Seiten des Aufnahmebereichs, das heißt die Längsflächen der Innenwand des Isolierkörpers, haben keine Nähe zum Sinterkörper.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden bis zu acht Schmelzleiter vorgesehen, wobei es bevorzugt so ist, dass jeweils vier Schmelzleiter auf einer der beiden Diagonalebenen angeordnet sind, so dass sich im Ergebnis eine sternförmige Anordnung der Schmelzleiter, insbesondere analog zur Verwendung von vier Schmelzleitern, im Querschnitt ergibt. Vorzugsweise werden dabei zwei Schmelzleiter auf einem Schenkel des Sterns hintereinander angeordnet, so dass insbesondere der Stern vier Schenkel mit jeweils zwei Schmelzleitern je Schenkel aufweist. Insbesondere lässt sich aufgrund dieser Ausführungsform die Wärmeabgabe verbessern. Es versteht sich dabei letztlich, dass grundsätzlich eine Mehrzahl von Schmelzleitern in den beiden Diagonalebenen vorgesehen sein kann, wobei vorzugsweise die Anzahl der Schmelzleiter auf einer der beiden Diagonalebene identisch gewählt ist. Des Weiteren ist es vorteilhafterweise so, dass bei einer sternförmigen Anordnung der Schmelzleiter im Querschnitt die Schenkel des Sterns jeweils die identische Anzahl an Schmelzleitern aufweisen, wobei die sternförmige Anordnung vier Schenkel aufweist.
Der Vorteil eines vergrößerten bzw. rechteckigen oder rechteckartigen Querschnittsprofils wirkt sich insbesondere dann aus, wenn die Breite des Schmelzleiters kleiner oder gleich dem Radius des Inkreises des rechteckigen oder rechteckartigen Querschnittsprofils des Aufnahmebereichs ist. Ein entstehender, heißer Sinterkörper, der sich entlang bzw. im Bereich des Schmelzleiters bildet, kann sich in radialer Richtung in den Eckbereich des rechteckigen oder rechteckartigen Aufnahmebereichs ausdehnen, so dass keine flächige Erwärmung der Gehäusewand des Isolierkörpers stattfindet, sondern die hohen Temperaturen des Lichtbogens bzw. des Sinterkörpers allenfalls punktuell auf die Gehäuseecken des Isolierkörpers wirken. Besonders bevorzugt beträgt der Abstand des Schmelzleiters zur Innenwand und den Gehäuseecken mindestens 3 mm.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherung weist der Aufnahmebereich eine quadratische oder quadratartige Querschnittsform auf. Die Seiten des Aufnahmebereichs sind in diesem Fall zumindest im Wesentlichen gleichlang ausgebildet. Ein quadratischer oder quadratartiger Querschnitt des Aufnahmebereichs erlaubt eine Anordnung einer Mehrzahl von Schmelzleitern, bei der die Schmelzleiter in gleichmäßigen Winkeln zueinander angeordnet sind. Insbesondere für einen entstehenden Sinterkörper steht bei einer solchen Anordnung ein erhöhter Platz nicht nur entlang der Diagonalebenen in die Eckbereiche des Aufnahmebereichs hinein zur Verfügung, sondern auch zwischen den Schmelzleitern selbst. Es kommt damit auch bei einem starken Dickenwachstum des Sinterkörpers nur im Kantenbereich der Schmelzleiter mittig im Isolierkörper zu einer Berührung der Sinterkörper benachbarter Schmelzleiter.
Es ist vorteilhaft, wenn die Seiten des Aufnahmebereichs im Querschnitt eine bogenabschnittsförmige Form aufweisen. Vorzugsweise ist daher wenigstens eine Seite des rechteckartigen Aufnahmebereichs bogenabschnittsförmig, insbesondere kreisbogenabschnittsförmig, ausgebildet. Besonders bevorzugt ist dies bei zwei insbesondere gegenüberliegenden Seiten oder sogar bei allen Seiten der Fall. Hierdurch wird das Volumen des Aufnahmebereichs weiter vergrößert.
Im Hinblick auf eine symmetrische Gestaltung des Aufnahmebereichs ist es von Vorteil, wenn gegenüberliegende Seiten des Aufnahmebereichs jeweils gleiche Krümmungsradien aufweisen. Insbesondere im Fall eines quadratischen oder quadratartigen Querschnitts des Aufnahmebereichs ist es bevorzugt so, dass alle Seiten einen identischen Krümmungsradius aufweisen.
Allgemein korrespondiert der Krümmungsradius einer Seite vorzugsweise mit ihrer Breite. Insbesondere wächst dabei mit der Seitenlänge auch der Krümmungsradius. Das Verhältnis aus Krümmungsradius und Seitenlänge kann dabei proportional sein, jedoch können beide Werte auch in einem anderen Zusammenhang miteinander stehen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Übergangsbereich zwischen zwei benachbarten Seiten des Aufnahmebereichs gerundet und weist vorzugsweise einen kleineren Krümmungsradius auf als die benachbarten bzw. angrenzenden Seiten. Dies wird insbesondere durch eine bogenabschnittsförmige Form der benachbarten Seiten unterstützt, da die Krümmung einer Seite unmittelbar in die Krümmung des Eckbereichs übergehen kann. Hierdurch kann die Stabilität des Isolierkörpers weiter erhöht werden. Im Gegensatz zu einem spitz zulaufenden Eckbereich kann bei der vorgenannten, bevorzugten Ausgestaltung der Isolierkörper im Übergangsbereich zwischen zwei Seiten des Aufnahmebereichs höhere Innendruckkräfte aufnehmen bzw. auftretende Kräfte gleichmäßiger über die Fläche der Innenwandung ableiten. Darüber hinaus weist der Isolierkörper im Eckbereich des Aufnahmebereichs eine größere Materialstärke auf als es bei einem spitz zulaufenden Eckbereich der Fall wäre.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sicherung weist der Isolierkörper im zu seiner Längsachse senkrechten Querschnitt außenseitig eine zumindest im Wesentlichen rechteckige oder rechteckartige Form auf. In Verbindung mit einer gerundeten Ausgestaltung der inneren Eckbereiche weist der Isolierkörper hierdurch an seinen Ecken eine besonders hohe Wandstärke auf. Bei der erfindungsgemäßen Sicherung ist dies der Bereich des Isolierkörpers, welcher den Schmelzleitern und damit gegebenenfalls dem heißen Sinterkörper am nächsten kommt. Durch die hohe Materialstärke in diesem Bereich wird die Stabilität des Isolierkörpers somit insbesondere an kritischen Stellen erhöht.
Der Schmelzleiter besteht in der Regel aus einem elektrisch hoch leitenden Material oder weist ein solches auf. Insbesondere Silber besitzt diesbezüglich besonders geeignete Eigenschaften.
Um ein frühzeitiges und definiertes Aufschmelzen des Schmelzleiters bei einem zu hohen Stromfluss zu gewährleisten, weist der Schmelzleiter bei der erfindungsgemäßen Sicherung vorzugsweise ein Lot auf, dessen Schmelzpunkt insbesondere niedriger ist als der Schmelzpunkt der übrigen Materialien des Schmelzleiters, insbesondere des für die elektrische Leitfähigkeit ausschlaggebenden Materials, wie beispielsweise Silber.
Bevorzugt weist der einzelne Schmelzleiter wenigstens eine Engstelle, insbesondere in Form eines Engstellensteges, mit einem verringerten Leitungsquerschnitt auf. Im Überlast- oder Kurzschlussfall kommt es aufgrund der höheren Stromdichte zuerst im Bereich einer solchen Engstelle zu einem starken Anstieg der Temperatur oberhalb des Schmelzbereichs und damit zu einem Aufschmelzen des Schmelzleiters.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Schmelzleiter eine oder mehrere jeweils eine Mehrzahl von Engstellenstegen aufweisende Engstellenreihen auf, durch die der Schmelzleiter letztlich segmentiert wird. Im Überlastfall steigt nach dem Aufschmelzen eines ersten Engstellensteges in einer der Engstellenreihen die Stromdichte in den übrigen Engstellen derselben Engstellenreihe weiter an. Dies setzt sich fort mit jedem weiteren aufschmelzenden Engstellensteg bis es zu einer vollständigen Unterbrechung des Schmelzleiters kommt. Im Kurzschlussfall steigt die Stromstärke derart rasch an, dass es zum nahezu gleichzeitigen Verdampfen aller Engstellenstege der Engstellenreihe kommt. Je nach Höhe des Fehlerstroms können mehrere Engstellenreihen verdampfen. Letztlich bestimmt die Anzahl der Engstellenreihen die Bemessungsspannung der Sicherung. Bei der Bemessungsspannung verdampfen dann insbesondere alle Engstellenreihen.
Ist mehr als ein Schmelzleiter vorgesehen, steigt mit der Unterbrechung des Stromflusses durch den bereits unterbrochenen Schmelzleiter die Stromstärke und damit auch die Stromdichte in den weiteren, übrigen Schmelzteitern an, wodurch es im Bereich der Engstellen der noch intakten Schmelzleiter ebenfalls nach und nach zu einem Aufschmelzen kommt. Ist der letzte der vorgesehenen Schmelzleiter vollständig unterbrochen, kommt es zum Auftreten des Lichtbogens, der zwischen den getrennten Abschnitten eines Schmelzleiters erneut für einen Stromfluss sorgt. Das zuvor beschriebene Verhalten tritt in diesem Fall an allen unterbrochenen Engstellenreihen des bzw. der Schmelzleiter auf, bis der den Lichtbogen kühlende Quarzsand einen isolierenden Sinterkörper mit dem Metalldampf eingeht.
Um ein Ausbreiten des Lichtbogens über alle Engstellenreihen und ein eventuelles Durchschlagen des Lichtbogens zu verhindern, ist der Aufnahmebereich bevorzugt mit einem Lichtbogenlöschmittel gefüllt, welches den oder die Schmelzleiter umgibt. Insbesondere Sand, vorzugsweise Quarzsand, ist hierzu ein geeignetes Material. Im Bereich des Lichtbogens kommt es aufgrund der hohen Temperaturen nun zu einem Sintern des Lichtbogenlöschmittels, wodurch der zuvor beschriebene isolierende Sinterkörper entsteht.
Infolge der vorgenannten Ausbreitung bzw. Fortpflanzung des Lichtbogens im Auslösefall wächst auch der Sinterkörper über einen gewissen Bereich entlang des Schmelzleiters, das heißt in axialer Richtung. Aufgrund der Volumenzunahme des Sinterkörpers im Aufnahmebereich, die sowohl in axialer als auch in radialer Richtung auftritt, gelangt das heiße Material des Sinterkörpers näher an die Innenwand des Isolierkörpers. Eine infolgedessen stattfindende flächige Erwärmung der Gehäusewand des Isolierkörpers kann letztlich zu einer Beschädigung in Form eines Reißens oder Platzens führen.
Hier setzt letztlich die Erfindung an, durch die dem Sinterkörper ein größeres Volumen eingeräumt wird, in welches hinein er sich ausdehnen kann. Ferner wird der Isolierkörper durch eine größere Beabstandung von der Breitseite der Schmelzleiter und dem im Auslösefall im Bereich des Schmelzleiters auftretenden Lichtbogen vor den auftretenden hohen Temperaturen, die ebenfalls eine schädigende Wirkung haben können, besser geschützt.
Bei der erfindungsgemäßen Sicherung sind endseitig insbesondere Flanschplatten zur äußeren Kontaktierung der Sicherung vorgesehen. Die Flanschplatten sind im Innem der Sicherung mit dem Schmelzleiter elektrisch leitend verbunden und weisen im Vergleich zum Schmelzleiter in der Regel eine größere Materialstärke für eine geringere Stromdichte auf.
Gerade bei einer Abschaltung von Fehlerströmen unter Gleichspannung entwickelt sich der Lichtbogen auch in axialer Richtung des Schmelzleiters und kann bis in den Bereich der Kontaktstelle zwischen Schmelzleiterende und Flanschplatte reichen. Dabei kann er im Grenzfall die Flanschplatte durchdringen und sogar aus der Flanschplatte nach außen hin austreten und in der Umgebung der Sicherung Beschädigungen verursachen. Zur Vermeidung eines solchen Lichtbogenaustritts ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sicherung im Verbindungsbereich des Schmelzleiters mit den Flanschplatten und/oder auf dem Schmelzleiter selbst ein elektrisch isolierendes Material vorgesehen. Besonders geeignet ist in diesem Zusammenhang Silikon, welches aufgrund seiner gelartigen oder pastösen Konsistenz in Form von Materialraupen im Bereich der Kontaktstelle und/oder auf dem Schmelzleiter aufgebracht werden kann.
Im Fall einer Mehrzahl von Schmelzleitern bringt eine sternförmige Anordnung, wie zuvor beschrieben wurde, den Vorteil mit sich, dass eine Aufbringung der vorgenannten Silikonraupen oder eines anderen isolierenden Materials im Bereich der Kontaktstelle zwischen dem Schmelzleiter und der Flanschplatte und/oder auf dem Schmelzleiter auch noch nach der Fertigstellung des Sicherungseinsatzes aus einer oder mehreren Flanschplatten und den Schmelzleitern möglich ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass wenigstens ein weiterer Schmelzleiter in einem Zwischenraum angeordnet ist, wobei sich der Zwischenraum zwischen zwei sich zu den Eckbereichen erstreckenden Diagonalen ergibt. Ganz besonders bevorzugt werden bis zu vier Schmelzleiter zumindest im Wesentlichen in dem Aufnahmebereich angeordnet, vorzugsweise so, dass jeweils zwei Schmelzleiter auf einer Diagonalebene angeordnet sind, insbesondere wobei der wenigstens eine weitere Schmelzleiter zwischen zwei Schmelzleitern, das heißt insbesondere in dem sich zwischen zwei benachbarten Schmelzleitern ergebenden Zwischenraum, vorgesehen ist. Vorzugsweise sind vier weitere Schmelzleiter vorgesehen, so dass sich bevorzugt im Querschnitt die Form eines acht-schenkligen Sterns ergibt. Vorzugsweise lässt sich somit der Bemessungsstrom erhöhen. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass der Schmelzleiter und der weitere Schmelzleiter einen zumindest im Wesentlichen etwa gleich großen Abstand zur Wandung bzw. zur Innenwand des Isolierkörpers und/oder den Gehäuseecken aufweisen. Weiterhin ist bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass der weitere Schmelzleiter eine andere, vorzugsweise geringere Breite als der Schmelzleiter aufweist, insbesondere wobei der weitere Schmelzleiter weniger als 80%, bevorzugt weniger als 70%, weiter bevorzugt weniger als 60% und insbesondere zumindest im Wesentlichen 50%, der Breite des Schmeizleiters aufweist.
Bei weiteren Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine weitere Schmelzleiter zumindest im Wesentlichen die gleiche Breite wie der Schmelzleiter aufweist. Darüber hinaus kann bei einer Mehrzahl von weiteren Schmelzleitern vorgesehen sein, dass sich die weiteren Schmelzleiter untereinander in ihrer Breite unterscheiden. Vorzugsweise sind die Schmelzleiter und/oder die weiteren Schmelzleiter so angeordnet, dass die Anordnung in der Querschnittsdarstellung spiegelsymmetrisch in Bezug zu einer vertikalen und/oder horizontalen Linie ausgebildet ist.
Vorzugsweise weist der Schmelzleiter eine Breite im Bereich von 5 bis 50 mm, bevorzugt von 5 bis 40 mm, weiter bevorzugt von 10 bis 30 mm, auf. Sind bei einer bevorzugten Ausführungsform je vier Schmelzleiter in jeweils einer der beiden Diagonalebenen angeordnet, das heißt insgesamt also acht Schmelzleiter in dem Aufnahmebereich angeordnet, so ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein Schmelzleiter eine Breite von 5 bis 15 mm, bevorzugt von zumindest im Wesentlichen 10 mm, aufweist. Sind bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform je zwei Schmelzleiter in einer der beiden Diagonalebenen angeordnet, so ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein Schmelzleiter eine Breite im Bereich von 10 bis 25 mm, bevorzugt von zumindest im Wesentlichen 20 mm, aufweist. Wird in die Zwischenräume zwischen den Diagonalen wenigstens ein weiterer Schmelzleiter angeordnet, so ist vorzugsweise vorgesehen, dass der weitere Schmelzleiter eine Breite im Bereich von 5 bis 20 mm, bevorzugt von 5 bis 15 mm, weiter bevorzugt von 8 bis 12 mm, weiter bevorzugt weiter von 8 bis 10 mm, aufweist, insbesondere wobei sich der weitere Schmelzleiter zwischen den Zwischenraum in zwei benachbarten Schmelzleitern angeordnet ist.
Des Weiteren ist bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die weiteren Schmelzleiter eine geringere Breite, wie zuvor ausgeführt, als wie die Schmelzleiter aufweisen und/oder einen größeren Abstand zum Mittelpunkt des Aufnahmebereiches als wie die Schmelzleiter aufweisen. Der Mittelpunkt des Aufnahmebereiches kann dabei in weiteren Ausführungsformen auch der Mittelpunkt der sternförmigen Anordnung der Schmelzleiter im Querschnitt sein.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung und der Zeichnung selbst. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, unabhängig von Ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigt

Fig. 1: eine schematische Querschnittsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sicherung,
Fig. 2a: eine schematische Querschnittsdarstellung einer bekannten Sicherung im Vergleich zur erfindungsgemäßen Sicherung aus Fig. 1,
Fig. 2b: eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherung,
Fig. 3: eine schematische Querschnittsdarstellung einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherung,
Fig. 4: einen Schmelzleiter in Draufsicht,
Fig. 5: eine schematische Längsquerschnittsdarstellung der Sicherung aus Fig. 1 und
Fig. 6: eine schematische Querschnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherung.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sicherung 1 ist in Fig. 1 im Querschnitt dargestellt. Die Schnittebene verläuft dabei senkrecht zur Längsachse der Sicherung 1 und ist in der seitlichen Darstellung der Sicherung 1 gemäß Fig. 5 eingezeichnet.
Das Äußere der Sicherung 1 wird von einem Isolierkörper 2 gebildet. Der Isolierkörper 2 besteht vorliegend aus einem keramischen Material, das über gute elektrische Isolationseigenschaften verfügt. Die elektrisch leitende Verbindung durch die Sicherung 1 wird im dargestellten Beispiel durch vier innenliegende Schmelzleiter 3 ermöglicht, die in einem Aufnahmebereich 4 des Isolierkörpers 2 angeordnet sind.
Der Aufnahmebereich 4, der im Übrigen mit einem nicht dargestellten Lichtbogenlöschmittel, bei dem es sich insbesondere bevorzugt um Sand, insbesondere Quarzsand, handelt, erstreckt sich vorzugsweise über nahezu die gesamte Länge des Isolierkörpers 2 und weist im hier gezeigten Querschnitt eine rechteckartige bzw. sogar quadratartige Form auf. Entsprechend den zwischen gegenüberliegenden Eckbereichen 5 des Aufnahmebereichs 4 verlaufenden Diagonalen erstrecken sich entlang der Längsachse der Sicherung 1 bzw. des Aufnahmebereichs 4 Diagonalebenen, in denen sich die streifenförmigen Schmelzleiter 3 erstrecken. Wie sich im Übrigen aus den Fig. 1 bis 3 ergibt, befinden sich außerhalb der Diagonalebenen keine streifenförmigen Schmelzleiter 3.
Durch diese ausschließlich diagonale Anordnung der Schmelzleiter 3 auf den Diagonalen des Aufnahmebereichs 4 mit einer rechteckartigen bzw. quadratartigen Form sind die Schmelzleiter 3 weiter von der Innenwand 6 beabstandet als im Fall eines Aufnahmebereichs 4 mit einer ovalen oder kreisrunden Querschnittsform.
Die Fig. 2a zeigt, dass sich je zwei Schmelzleiter 3 auf einer der beiden Diagonalebenen erstrecken, so dass insgesamt vier Schmelzleiter 3 in dem Aufnahmebereich 4 angeordnet sind, wobei ein Schenkel der vier-schenkligen sternförmigen Querschnittsform durch einen Schmelzleiter 3 gebildet wird.
Fig. 2b zeigt, dass sich vier Schmelzleiter auf einer der beiden Diagonalebenen erstrecken, so dass insgesamt acht Schmelzleiter 3 in dem Aufnahmebereich 4 angeordnet sind, wobei ein Schenkel der vier-schenkligen sternförmigen Querschnittsform durch zwei Schmelzleiter 3 gebildet wird.
Ein Vergleich der erfindungsgemäßen Querschnittsform mit einer runden Form des Aufnahmebereichs 4 ist in Fig. 2a und 2b wiedergegeben. Dort ist der Verlauf der Innenwand 6 der in Fig. 1 gezeigten Sicherung 1 gestrichelt eingezeichnet. Anhand der Darstellungen gemäß Fig. 2a und 2b ist unmittelbar der Vorteil der vorliegenden Erfindung erkennbar. Durch die quadratartige bzw. rechteckartige Form des Aufnahmebereichs 4 in Verbindung mit einer Anordnung der Schmelzleiter 3 auf den Diagonalen des Aufnahmebereichs 4 im Querschnitt steht ein erhöhtes Raumangebot in den Eckbereichen 5 zur Verfügung. Hierdurch ist zum einen eine größere Beabstandung des Schmelzleiters 3 zur Innenwand 6 gegeben, so dass im Bereich des Schmelzleiters 3 gegebenenfalls auftretende Lichtbögen die Innenwand 6 des Isolierkörpers 2 nicht erreichen bzw. im Bereich des Lichtbogens herrschende hohe Temperaturen sich weniger stark auf den Isolierkörper 2 auswirken.
Der Aufnahmebereich 4 ist mit dem nicht dargestellten Lichtbogenlöschmittel gefüllt, das im Überlastfall einen auftretenden Lichtbogen rasch unter Bildung eines isolierenden Sinterkörpers zum Erlöschen bringt. Gegenüber den Abmessungen des Schmelzleiters 3 ist die Bildung des Sinterkörpers mit einer starken Volumenvergrößerung verbunden. Bei der Entstehung nimmt das Volumen des Sinterkörpers auch in Richtung der Innenwand 6 des Isolierkörpers 2 zu. Wie durch die Darstellungen gemäß Fig. 2a und 2b veranschaulicht wird, steht dem Sinterkörper bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Aufnahmebereichs 4 mit einem rechteckartigen bzw. quadratartigen Querschnitt im Vergleich zu einem runden Querschnitt ein größerer Freiraum zur Verfügung. Bei der erfindungsgemäßen Sicherung 1 liegt also eine größere Beabstandung der Innenwand 6 des Isolierköpers 2 zum Schmelzleiter 3 und damit auch zum heißen Sinterkörper vor. Der Druck und insbesondere die hohe Temperatur, welche auf die Innenwand 6 des Isolierkörpers 2 wirken und die letztlich zu Rissen oder einem Platzen des Isolierkörpers 2 führen können, werden dadurch in ihrer Wirkung auf den Isolierkörper 2 erheblich verringert.
Die Darstellungen gemäß Fig. 2a und 2b zeigen darüber hinaus, dass im Querschnitt die Innenwand 6 eines zylindrischen Aufnahmebereichs 4 einer bekannten Sicherung 1 mit einem runden Querschnittsprofil im Vergleich vorzugsweise auf dem Inkreis des Querschnittsprofils des erfindungsgemäßen Aufnahmebereichs 4 verläuft. Die Breite der erfindungsgemäß angeordneten Schmelzleifier 3 ist demnach insbesondere kleiner als der Radius des Inkreises des rechteckigen oder. rechteckartigen, bzw. im dargestellten Fall quadratartigen, Querschnittsprofils des Aufnahmebereichs 4 bei der erfindungsgemäßen Sicherung 1. Der Abstand der Schmelzleiter 3 zur Innenwand 6 beträgt dabei vorzugsweise mehr als 3 mm.
Die in Fig. 3 ebenfalls im Querschnitt gezeigte, alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherung 1 besitzt einen grundsätzlich vergleichbaren Aufbau wie die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform. Allerdings ist beim Beispiel der Fig. 3 der Aufnahmebereich 4 in seinem Querschnittsprofil nicht quadratartig, sondern rechteckartig ausgebildet.
Die beschriebenen Vorteile der Anordnung der Schmelzleiter 3 auf den Diagonalen der rechteckartigen Querschnittsform des Aufnahmebereichs 4 treffen hierbei in entsprechender Weise zu. Die hier dargestellte Bauweise der erfindungsgemäßen Sicherung 1 kommt in speziellen Anwendungssituationen zum Einsatz, beispielsweise wenn vergleichsweise breite Schmelzleiter 3 zur Aufnahme einer hohen Bemessungsstromstärke erforderlich sind, jedoch am Einbauort der Sicherung 1 ein zu geringes Platzangebot besteht, so dass eine flachere Bauform der Sicherung 1 gewünscht ist.
Grundsätzlich ist allerdings die in Fig. 1 gezeigte Bauform bevorzugt. Bei einer erfindungsgemäßen Anordnung von vier Schmelzleitern 3 auf den Diagonalebenen des Aufnahmebereichs 4 weisen die Schmelzleiter 3 jeweils gleichmäßige Winkel zueinander auf. Dadurch besteht zwischen den Schmelzleitern 3 ein möglichst großes bzw. gleich großes Freivolumen, in das ein entstehender, heißer Sinterkörper infolge seines Dickenwachstums hineindrängen kann.
Falls gewünscht oder erforderlich lässt sich das zur Verfügung stehende Volumen im Aufnahmebereich 4 weiter vergrößern, wenn wenigstens eine Seite 7 des Querschnittsprofils des Aufnahmebereichs 4 bogenabschnittsförmig ausgebildet ist. Dabei ist eine Kreisbogenabschnittsform bevorzugt. Jedoch kann auch eine andere Form, beispielsweise parabel- oder hyperbelförmig, vorgesehen sein.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform weisen alle Seiten 7 des Aufnahmebereichs 4 eine bogenabschnittsförmige Form auf, wobei insbesondere der Krümmungsradius aller Seiten 7 identisch ist.
Im Vergleich zeigt Fig. 3, dass bei einem rechteckartigen Aufnahmebereich 4 insbesondere die gegenüberliegenden Seiten jeweils gleiche Krümmungsradien aufweisen. Hierbei korrespondiert der Krümmungsradius einer Seite 7 insbesondere mit der Länge der Seite 7. Das Beispiel gemäß Fig. 3 veranschaulicht, dass mit steigender Seitenlänge vorzugsweise auch der Krümmungsradius zunimmt, so dass sich im Ergebnis die rechteckartige Form des Aufnahmebereichs 4 ergibt.
Wie ferner aus den Darstellungen gemäß den Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, ist der Eckbereich 5 zwischen zwei benachbarten Seiten 7 vorzugsweise gerundet und weist insbesondere einen kleineren Krümmungsradius auf als die benachbarten bzw. angrenzenden Seiten 7. Im Ergebnis weist der Aufnahmebereich 4 in seinem Querschnittsprofil bevorzugt die Form eines bauchigen Rechtecks bzw. Quadrats mit abgerundeten Ecken auf.
In Verbindung mit der bevorzugten, ebenfalls rechteckigen oder rechteckartigen Querschnittsform des Isolierkörpers 2 an seiner Außenseite führt die beschriebene Form des Aufnahmebereichs 4 zu einer vergrößerten Materialstärke des Isolierkörpers 2 im Eckbereich 5, das heißt in dem Bereich, in den sich der Sinterkörper bei seiner Entstehung hauptsächlich ausdehnt. Auftretende Kräfte und Temperaturen, die auf die Innenwand 6 des Isolierkörpers 2, insbesondere im Eckbereich 5, wirken, können dadurch in höherem Maße aufgenommen und auf den Isolierkörper 2 abgeleitet bzw. verteilt werden.
Ein typischer Schmelzleiter 3 ist in Fig. 4 dargestellt. Der Schmelzleiter 3 besteht aus einem elektrisch hoch leitenden Material, vorliegend Silber, und weist darüber hinaus ein Lot auf, dessen Schmelzpunkt niedriger als der Schmelzpunkt des weiteren Materials des Schmelzieiters 3 ist. Hierdurch wird ein Aufschmelzen bei einem Laststrom oberhalb des Bemessungsstroms im Schmelzleiter 3 bzw. ein Aufschmelzen des Schmelzleiters 3 oberhalb einer definierten Strom-/Zeitabhängigkeit erreicht.
Das Aufschmelzen des Schmelzleiters 3 im Überlast- oder Kurzschlussfall geschieht insbesondere an Engstellen, die im dargestellten Beispiel als Engstellenstege 8 ausgebildet sind und in denen beim Stromfluss durch den Schmelzleiter 3 die höchste Stromdichte vorliegt. Im vorliegenden Beispiel weist der dargestellte Schmelzleiter 3 eine Mehrzahl von Engstellenstegen 8 auf, die in mehreren Engstellenreihen 9 angeordnet sind, die den Schmelzleiter 3 in eine Mehrzahl durchgängiger Segmente 10 unterteilen.
Im Überlastfall, das heißt im Fall einer zu hohen Stromstärke, steigt die Stromdichte in einem der Engstellenstege 8 auf ein Maß an, das zu einer derart starken Erwärmung des Materials des Schmelzielters 3 führt, dass dieses aufschmilzt und die leitende Verbindung im Bereich des Engstellensteges 8 trennt. Infolgedessen steigt die Stromdichte in den weiteren Engstellenstegen 8 derselben Engstellenreihe 9 weiter an, so dass es zu einem Aufschmelzen weiterer Verbindungen an Engstellen, das heißt weiterer Engstellenstege 8, kommt. Ist der letzte Engstellensteg 8 einer Engstellenreihe 9 bei einem Schmelzleiter 3 getrennt, so fließt der Strom nur noch über etwaige weitere Schmelzleiter 3 der Sicherung 1.
Im hier gezeigten Fall von vier Schmelzleitern 3 steigt damit die Stromstärke in den übrigen, weiteren Schmelzleitern 3 um etwa das 1,3-fache an. Dadurch kommt es nach und nach auch an den Engstellen eines weiteren verbleibenden Schmelzielters 3 zu einem Aufschmelzen, bis der betreffende Schmelzleiter 3 ebenfalls vollständig getrennt ist. Daraufhin fließt durch die beiden verbleibenden Schmelzleiter 3 nun die doppelte Stromstärke im Vergleich zum intakten Fall der Sicherung 1 mit vier leitenden Schmelzleitern 3.
Nachdem der dritte Schmelzleiter 3 auf die zuvor beschriebene Art und Weise getrennt wurde, liegt nun am letzten verbleibenden Schmelzleiter 3 die vierfache Stromstärke an, wodurch auch dieser Schmelzleiter 3 letztlich aufschmilzt. Hierdurch wird die leitende Verbindung über die Schmelzleiter 3 durch die Sicherung 1 getrennt.
Der im Vorhergehenden beschriebene Vorgang tritt im Überlastfall, das heißt bei einem Laststrom oberhalb des Bemessungsstroms, auf und läuft je nach dem Ausmaß der Überlast unterschiedlich schnell ab. Der Kurzschlussfall ist dagegen durch einen äußerst hohen und raschen Anstieg der Stromstärke gekennzeichnet, so dass es zu einem nahezu gleichzeitigen Verdampfen aller Engstellenstege 8 einer Engstellenreihe 9 oder gar zur Verdampfung mehrerer Engstellenreihen 9 kommt.
Es kommt jedoch in der Regel zur Ausbildung eines Lichtbogens zwischen den beiden getrennten Abschnitten eines oder mehrerer Schmelzleiter 3. Durch die freien Ladungsträger im heißen Plasma des Lichtbogens setzt sich der Stromfluss durch die Sicherung 1 zunächst fort. Infolge der hohen Temperaturen im Bereich des Lichtbogens kommt es jedoch zu einem Sinterprozess des die Schmelzleiter 3 umgebenden Löschmittels, wobei es sich im vorliegenden Beispiel um Quarzsand handelt. Der entstehende Sinterkörper besitzt eine fulguritähnliche oder glasartige Struktur und ist elektrisch isolierend. Somit wird letztlich durch die Ausbildung des Sinterkörpers der Stromkreis endgültig getrennt und der Fehlerstrom abgeschaltet.
Zur äußeren Kontaktierung sind bei der erfindungsgemäßen Sicherung 1 im vorliegenden Beispiel endseitige Flanschplatten 11 vorgesehen, die jeweils einen Kontaktstutzen 12 aufweisen, wie in Fig. 5 dargestellt ist.
Innenseitig sind die Schmelzleiter 3, die sich zumindest im Wesentlichen über die gesamte Länge des Isolierkörpers 2 bzw. des Aufnahmebereichs 4 erstrecken, endseitig mit den Flanschplatten 11 leitend verbunden. Im Auslösefall der Sicherung 1 kann sich unter Umständen im Bereich der elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem Schmelzleiter 3 und einer Flanschplatte 11 der Lichtbogen ausdehnen. Insbesondere bei Gleichstromanwendungen kann ein solcher Lichtbogen vergleichsweise langlebig bestehen und im Grenzfall die Flanschplatte 11 aufschmelzen oder durchschlagen.
Um die beschriebenen Lichtbögen im Endbereich der Schmelzleiter 3 zu begrenzen, kann hier ein elektrisch isolierendes Material vorgesehen sein. Hierbei wird vorzugsweise Silikon verwendet, das zum einen kostengünstig verfügbar ist und zum anderen durch seine pastöse Konsistenz leicht im genannten Bereich aufzubringen ist. Bevorzugt werden daher isolierende Materialraupen 13 im Bereich der Kontaktierung der Schmelzleiter 3 mit den Flanschplatten 11 an- bzw. aufgebracht, wie in Fig. 5 gezeigt ist.
Die erfindungsgemäße sternförmige Anordnung der Schmelzleiter 3 erlaubt eine Aufbringung des elektrisch isolierenden Materials in Form von Materialraupen 13 auch noch im bereits montierten Zustand des Sicherungseinsatzes aus den Schmelzleitern 3 und den mit den Schmelzleitern 3 verbundenen Flanschplatten 11.
Fig. 6 zeigt, dass wenigstens ein weiterer Schmelzleiter 14 in einem Zwischenraum, der sich zwischen den beiden Diagonalen ergibt, vorgesehen ist. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist vorgesehen, dass sich vier Schmelzleiter 3 zumindest im Wesentlichen entlang der beiden Diagonalen in dem Aufnahmebereich 4 erstrecken. Zwischen benachbarten Schmelzleitern 3 ist in dem sich somit ergebenden Zwischenraum wenigstens ein weiterer Schmelzleiter 14 vorgesehen. Fig. 6 zeigt vier Schmelzleiter 3 sowie vier weitere Schmelzleiter 14. Dabei weisen die Schmelzleiter 3 sowie die weiteren Schmelzleiter 14 zumindest im Wesentlichen etwa den gleichen Abstand zur Innenwand 6 und/oder den Gehäuseecken bzw. Eckbereichen 5 und/oder den Seiten 7 auf. Demzufolge ergibt sich zumindest im Wesentlichen in etwa der gleiche Abstand zur Wandung des Aufnahmebereiches 4. Weiterhin zeigt Fig. 6, dass der wenigstens eine weitere Schmelzleiter 14 eine andere Breite als der Schmelzleiter 3 aufweisen kann. In Fig. 6 weist der weitere Schmelzleiter 14 eine geringere Breite als der Schmelzleiter 3 auf. In weiteren Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass der weitere Schmelzleiter 14 etwa die Hälfte der Breite des Schmelzleiters 3 aufweisen kann.
Des Weiteren zeigt Fig. 6, dass die weiteren Schmelzleiter 14 beabstandet zum Mittelpunkt des Aufnahmebereiches 4, insbesondere des Mittelpunkts der sternförmigen Querschnittsform, angeordnet sind, wobei sie ebenfalls beabstandet, insbesondere mit einem ausreichend großen, Abstand zu den Schmelzleitern 3 angeordnet sind. In Fig. 6 weisen die weiteren Schmelzleiter 14 einen größeren Abstand zum Mittelpunkt des Aufnahmebereiches 4 als wie die Schmelzleiter 3 auf.
In weiteren Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass der Schmelzleiter 3 etwa eine Breite von 20 mm aufweist und dass der weitere Schmelzleiter 14 etwa eine Breite von 10 mm aufweist.

Bezugszeichenliste:

1: Sicherung
2: Isolierkörper
3: Schmelzleiter
4: Aufnahmebereich
5: Eckbereich
6: Innenwand
7: Seite
8: Engstellensteg
9: Engstellenreihe
10: Segment
11: Flanschplatte
12: Kontaktstutzen
13: Materialraupe
14: weiterer Schmelzleiter

Claims

Sicherung (1), bevorzugt Niederspannungssicherung, vorzugsweise vorgesehen zur Verwendung für einen Bemessungsspannungsbereich von größer oder gleich 900 V und/oder für einen Bemessungsstromstärkenbereich von größer oder gleich 250 A, insbesondere für den Einsatz in Gleichspannungskreisen, mit einem Isolierkörper (2) und mit wenigstens einem streifenförmigen Schmelzleiter (3), wobei der Isolierkörper (2) einen Aufnahmebereich (4) zur Aufnahme des Schmelzteiters (3) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Aufnahmebereich (4) im zu seiner Längsachse senkrechten Querschnitt eine zumindest im Wesentlichen rechteckige oder rechteckartige Form mit sich zwischen den Eckbereichen (5) erstreckenden Diagonalen aufweist und dass der Schmelzleiter (3) zumindest im Wesentlichen in einer Diagonalebene des Aufnahmebereichs (4) angeordnet ist.
Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Schmelzleitern (3), insbesondere bis zu vier oder acht Schmelzleiter (3), zumindest im Wesentlichen in wenigstens einer Diagonalebene des Aufnahmebereichs 4 angeordnet ist.
Sicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Schmelzleiters (3) kleiner oder gleich dem Radius des Innenkreises des rechteckigen oder rechteckartigen Querschnittsprofils des Aufnahmebereichs (4) ist und dass, vorzugsweise, die Schmelzleiter (3) ausschließlich in einer Diagonalebene angeordnet sind.
Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (4) eine quadratische oder quadratartige Querschnittsform aufweist.
Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Seite (7), vorzugsweise zwei insbesondere gegenüberliegende Seiten (7), bevorzugt alle Seiten (7), des rechteckartigen Aufnahmebereichs (4) bogenabschnittsförmig, insbesondere kreisbogenabschnittsförmig, ausgebildet sind.
Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüberliegende Seiten (7) des Aufnahmebereichs (4) jeweils gleiche Krümmungsradien aufweisen.
Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Eckbereich (5) zwischen zwei benachbarten Seiten (7) gerundet ist und einen kleineren Krümmungsradius aufweist als die benachbarten Seiten (7).
Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkörper (2) im zu seiner Längsachse senkrechten Querschnitt außenseitig eine zumindest im Wesentlichen rechteckige oder rechteckartige Form aufweist.
Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzleiter (3) ein Lot aufweist, dessen Schmelzpunkt vorzugsweise niedriger ist als der Schmelzpunkt der weiteren Materialien des Schmelzleiter (3).
Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzleiter (3) wenigstens eine Engstelle, insbesondere einen Engstellensteg (8), mit einem verringerten Leitungsquerschnitt, vorzugsweise eine oder mehrere jeweils eine Mehrzahl von Engstellenstegen (8) aufweisenden Engstellenreihen (9), aufweist.
Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (4) mit einem den Schmelzleiter (3) umgebenden Lichtbogenlöschmittel, insbesondere Sand, verfüllt ist.
Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass endseitige Flanschplatten (11) zur äußeren Kontaktierung der Sicherung (1) vorgesehen sind.
Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzleiter (3) endseitig mit den Flanschplatten (11) leitend verbunden ist.
Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Endbereich des Schmelzleiters (3) bevorzugt ein elektrisch isolierendes Material, insbesondere Silikon, vorgesehen ist.
Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiterer Schmelzleiter (14) vorgesehen ist, wobei sich der weitere Schmelzleiter (14) in einem sich zwischen den zwischen den Eckbereichen (5) erstreckenden Diagonalen ergebenden Zwischenraum angeordnet ist, insbesondere wobei der weitere Schmelzleiter (14) eine andere, vorzugsweise geringere Breite als der Schmelzleiter (3) aufweist.