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Schmelzleitereinsatz für elektrische Sicherungen Die Erfindung bezieht
sich auf Schmelzleitereinsätze für elektrische Sicherungen, insbesondere für Niederspannungs-Hochleistungs-Sicherungen,
die mehrere parallelgeschaltete bandförmige Schmelzleiter enthalten. Bei solchen
Sicherungen ist es bekannt, die Schmelzleiter paarweise an ihren durch Lochung im
Querschnitt geschwächten Mittelbereichen leitend zu verbinden, indem ihre Mittelteile,
flach aufeinandergelegt und miteinander verdrillt, durch zusätzliche Hilfsmittel
verklammert oder verschweißt werden. Durch solche leitenden Verbindungen der Schmelzleiter
zwischen ihren von der Verbindungsstelle aus auseinanderstrebenden Enden wird erreicht,
daß die bei Überbelastung oder infolge Kurzschlusses durchschmelzenden Schmelzleiter
gleichmäßig von der Verbindungsstelle aus gegen ihre Enden zu abbrennen.
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Es ist ferner ein Schmelzleitereinsatz bekannt, der aus zwei hintereinandergeschalteten,
etwa V-förmig oder doppel-V-förmig gebogenen Teilen besteht, die sich in Sicherungsmitte
gegenüberliegende Flächen aufweisen und über zwischen diese Flächen eingebrachtes
Lotmetall miteinander verbunden sind.
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Die bekannten Schmelzleitereinsätze haben den Nachteil, daß die zu
einem immerhin beträchtlichen Bruchteil ihrer Länge in Nähe der Mitte verbundenen
Schmelzleiter dort ein verstärkte Metallanhäufung bilden, so daß in der Mitte das
Verhältnis von Metallmasse zu der ihrer Oberfläche anliegenden Menge des den Einsatz
allseitig umgebenden Löschmittels ungünstiger ist als bei den übrigen, voneinander
räumlich getrennten Teilen dieser Schmelzleiter. Daraus entsteht die Gefahr, daß
beim Durchschmelzen der Sicherung das Löschmittel in der Umgebung der verstärkten
Schmelzleitermitten durch Metalldämpfe übersättigt wird und eine Leitfähigkeit erhält,
die der notwendigen schnellen Löschung des beim Durchschmelzen entstehenden Lichtbogens
entgegenwirkt. Bei für hohe Strombelastungen ausgelegten Sicherungen mit entsprechend
dicken Schmelzleiterbändern kann dies zu einem Versagen der Sicherung oder zum Zersprengen
des Sicherungsgehäuses führen.
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Schmelzleitereinsätze mit über eine Lötverbindung hintereinandergeschalteten
Teilen haben den weiteren Nachteil, daß die Lötverbindungen vorzeitiger Alterung
infolge kurzzeitiger überlastungen unterliegen und dadurch sich ihre Strom-Zeit-Kennlinie
ändert.
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Zweck der Erfindung ist es, die Gefahr des Versagens oder Sprengens
der Sicherung zu beseitigen, ohne den sich grundsätzlich aus der leitenden Verbindung
von jeweils zwei Schmelzleitern in ihren mittleren Bereichen ergebenden Vorteil
eines sich gleichmäßig von der Mitte nach ihren Enden zu vollziehenden Abbrandes
aufzugeben.
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Das wird bei Schmelzleitereinsätzen der genannten Art erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß die beiden Schmelzleiter eines Paares in ihrer Mitte durch
seitliche, voneinander gegenüberliegenden Kanten ausgehende Einschnitte geschwächt
sind, einander in ihrer Mitte ungefähr rechtwinklig in Hochkantlage kreuzen und
dadurch verbunden sind, daß der geschwächte Mittelteil jedes Schmelzleiters in den
Einschnitt des anderen eingeschoben ist.
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Auf diese Weise wird erreicht, daß trotz der leitenden Verbindung
der Schmelzleiter eines Paares dessen Querschnitt praktisch an keiner Stelle denjenigen
der einzelnen Leiter überschreitet und die Schmelzleiter über ihre volle Länge mit
einziger Ausnahme der nur wenige zehntel Millimeter in Anspruch nehmenden Kreuzungsstelle
gegen das Löschmittel anliegen. BeiSchinelzleitern, die ständig größerer Strombelastung
ausgesetzt sind und sich im Normalbetrieb stärker erwärmen, empfiehlt es sich, die
äußeren Winkel zwischen den Schmelzleitern eines Paares etwas kleiner zu machen
als die inneren Winkel. Damit wird der in der Längsachse der Sicherung wegen geringeren
Wärmeabflusses höheren Vorwärmung durch Ansammlung einer größeren Löschmittelmenge
im Bereich um diese Achse Rr#Imung getragen.
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Die paarweise verbundenen Schmelzleiter können in bekannter Weise
zur örtlichen Herabsetzung des Schmelzpunktes in ihrer Mitte mit einem Lotauftrag
versehen sein, der in wenigstens einen der von den sich kreuzenden Schmelzleitern
gebildeten Winkeln eingebracht ist. Um dadurch die mit der Erfindung angestrebte
und erreichte Vermeidung unerwünschter Metallansammlungen in Sicherungsmitte nicht
auch nur teilweise wieder aufzuheben, empfiehlt es sich jedoch, einen solchen Lotauftrag
in die äußeren der
von den Schmelzleitern gebildeten Winkel einzubringen.
An Stelle von Lot kann zum gleichen Zweck auch ein anderer bekannter Reaktionsstoff,
?:. B. in Form einer Pille oder Tablette, aufgebracht werden. Die kreuzweise Anordnung
der Schmelzleiter gestattet es auch, zur Erhöhung der Spannungsreserve längere Schmelzleiter
ohne Vergrößerung der Sicherungspatrone unterzubringen.
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Die Erfindung ist durch die Zeichnung näher veranschaulicht. Darin
zeigt schematisch Fig. 1 die bei Sicherungspatronen für Niederspannung allgemein
übliche Anordnung zweier parallelgeschalteter Schmelzleiter, die die nach außen
vorstehenden Kontaktfahnen miteinander verbinden, F i g. 2 und
3 ein Schmelzleiterpaar nach der Erfindung mit den durch sie verbundenen
Enden der Kontaktfahnen, einmal in Aufsicht und einmal in Seitenansicht, und F i
g. 4 einen einzelnen Schmelzleiter in gestrecktem Zustand vor seiner Verbindung
mit einem anderen, spiegelbildlich gleichen Schmelzleiter und den Kontaktfahnen.
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Bei in üblicher Weise mit Abstand parallel zueinander innerhalb des
eine Sicherungspatrone ausfüllenden LöschmitteIs zwischen zwei Kontaktfahnen
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angeordneten Schmelzleitern 2-2 (F i g. 1) beginnt zwar bei Querschnittschwächung
oder Schmelzpunktherabsetzung an geeigneten Stellen der Durchschmelzvorgang und
anschließende Abbrand in der Mitte der Leiter 2-2, jedoch in zahlreichen Fällen
nicht zur gleichen Zeit. Infolgedessen bilden sich -
wie in F i
g. 1 angedeutet - ungleich lange Schmelzraupen 3 und 4, die
ein Beweis für die Bildung verschieden langer und während verschieden langen Zeiten
stehender Lichtbögen im Zuge der einzelnen Schmelzleiter sind. Der durch die Querschnitt-
oder Schmelzpunktbeeinflussung angestrebte Effekt gleichmäßigen Abbrandes und infolgedessen
schnellstmöglicher Löschung der Lichtbögen ist also ausgeblieben.
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Demgegenüber sind bei dem Schmelzeinsatz nach der Erflndung die bandförmigen
Schmelzleiter 5 und 6 eines Paares, das die beiden Kontaktfahnen
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verbindet (F i g. 2 und 3), in ihrer Mitte statt durch übliche
Lochungen durch je einen von einer Kante ausgehenden seitlichen Einschnitt
8 geschwächt, der sich bis zur Mitte des Leiters erstreckt und dessen Weite
etwa der Dicke des Leiterbandes entspricht (F i g. 4).
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Jeweils zwei solcher Schmelzleiter 5, 6 sind in ihren Mitten
dadurch leitend verbunden, daß der durch einen Einschnitt 8 geschwächte Mittelteil
jedes von ihnen in den Einschnitt 8 des andern eingeschoben ist, und zwar
so, daß die beiden Leiter sich in Hochkantlage etwa rechtwinklig kreuzen (F i
g. 2). Damit die von der Kreuzungsstelle auseinanderstrebenden
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Teile der Schmelzleiter 5, 6 an die Kontaktfahnen
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angeschlossen werden können, sind sie mit Abstand von der Kreuzungsstelle
zunächst aufeinander zubis zur Parallellage und nahe vor ihren Enden nochmals bis
zur Anlage an den inneren Kontaktfahnenenden abgebogen. Auf diese Weise entstehen
in je-
dem Schmelzleiter mehrere Knickstellen, an denen sie ihre Richtung
ändern. Dadurch wird die schnelle Lichtbogenlöschung weiter begünstigt. In F i
g. 2 ist durch unterbrochene Linie die Schmelzraupe angedeutet, die sich
nach dem Ergebnis zahlreicher Versuche bei Sicherungen mit einem Schmelzeinsatz
nach der Erfindung regelmäßig bildet. Sie endet stets unmittelbar hinter der der
Kreuzungsstelle benachbarten Knickstelle und hat in allen Richtungen von der Kreuzungsstelle
aus gleiche und vergleichsweise geringe Länge. Ihre regelmäßige Form zeigt an, daß
die Schmelzleiter von ihrer Verbindungsstelle gleichmäßig abgebrannt sind, und zwar
unter Bildung von relativ kurzen, also ungewöhnlich schnell gelöschten Lichtbögen.