Überlastungsträge; geschlossene Schmeizsicheruugspatrone. Um Stromverbraucher vor der Erwärmung durch andauernde Überströme zu schützen und um ferner die Sicherungen gegen kurzzeitige Stromstösse unempfindlich zu machen, führt man die Sicherungspatronen häufig in der Weise aus, dass ausser dem eigentlichen Schmelzleiter noch eine leicht schmelzende Lötstelle vorgesehen ist.
Die Schmelzstelle \wird durch den Strom mittelbar oder un- mittelbar erhitzt und bei lang andauerndem Überstrom zum Abschmelzen gebracht. Bei Kurzschluss hingegen spricht die Schmelz stelle infolge ihrer Wärmeträgheit nicht an. In diesem Falle erfolgt das Abschalten durch den eigentlichen Schmelzdraht.
Bei den bisher bekannten Patronen die ser Art steht die Schmelzstelle dauernd un ter Federspannung. Solange die Schmelz stelle fest ist, sperrt sie das Wirken der Fe der. Nach dem Erweichen aber tritt die Fe der in Wirksamkeit und zieht die Schmelz stelle auseinander. Dabei wirkt die bei die- sen Sicherungen aus Lötmetall bestehende Schmelzstelle gleichzeitig als Schaltorgan, das den Strom unterbricht.
Nach der Erfindung, die eine über lastungsträge, geschlossene Schmelzsiche- rungspatrone zu Gegenstand hat, sind die Funktionen des Sperrens der Feder und des Abschaltens des Stromes voneinander ge trennt. Demgemäss ist die Schmelzstelle so angeordnet, dass sie lediglich eine Sperrung der Feder, nicht aber das nach dem Er weichen der Lötstelle von der Feder ver- anlasste Abschalten des Stromes bewirkt, wo bei Feder und Schmelzstelle in einem ge meinsamen Patronenkörper untergebracht sind.
Auf der Zeichnung sind vier verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung in einem Längsschnitt dargestellt.
Die in den Abb. 1 und 2 dargestellten Anordnungen sind so eingerichtet, da,ss die Feder nach dem Schmelzen der Schmelzstelle eine zerstörende mechanische -Wirkung auf den Schmelzdraht ausübt.
Zur Zerstörung wird bei der Patrone nach Abb. 1 ein besonderer Schneidkörper benutzt, der sich nach dem Ansprechen der Schmelzstelle unter dem Einfluss einer Fe der bewegt und die Schmelzdrähte durch schneidet oder abschert.
Der keramische Körper 1 der Patrone hat eine durchgehende Bohrung 2, die an der Vorderseite des Patronenkörpers erwei tert ist. Die Stirnseiten des Körpers sind von den Kontaktkappen 3 und 4 abgeschlos sen, zwischen denen die Schmelzdrähte 5 und der Kenndraht 6 ausgespannt sind. Die Kontaktkappen 3 und 4 sind durch eine Asbestausfütterung 7 oder dergleichen vor dem Verbrennen besonders geschlitzt.
An der vordern Kontaktkappe 3 der Pa trone ist ein Schneidkörper 9 bei 10 durch eine Schmelzstelle befestigt. Der Schneid körper ist zur Durchführung des Kenndrah tes 6 durchbohrt. Seine Bohrung ist im In nern des Körpers erweitert zur Aufnahme der schraubenlinienförmigen Druckfeder 11, die sich einerseits am Schneidkörper 9 und an derseits an der Kontaktkappe 3 abstützt. Gegen die Kontaktkappe legt sich ausserdem die Feder des am Kenndraht 6 befestigten Kennplättchens 13.
Die Schmelzleiter 5 der Patrone sind dicht unterhalb der konischen Druckflächen des Schneidkörpers 9 über eine von einer Me- tallplatte 14 gebildete Scherkante geführt. Statt dessen kann auch der Patronenkörper 1 selbst zu einer Scherkante ausgebildet sein.
Der Schmelzraum der Patrone kann mit lichtbogenlöschender Masse, zum Beispiel Sand, ausgefüllt werden. Zu diesem Zweck wird vorteilhaft unmittelbar neben der Scheibe 14 eine Dichtung angeordnet, die es ermöglicht, den verbreiterten Innenraum der Patrone und die Abscherstelle der Drähte frei von Sand zu halten.
Die Schmelzstelle bei 10 kann aus einer metallischen Lötstelle bestehen. Sie kann aber auch, da. sie nicht zur Stromführung dient, durch irgendwelche andern sehmel- zenden Stoffe, zum Beispiel Harz, ersetzt sein. Man kann ferner auch die einzelnen Windungen der Feder untereinander verlöten oder verkleben, so da,ss die Lötung bei 1.0 überflüssig ist.
Tritt ein hoher Überstrom, zum Beispiel ein Kurzschluss, auf, so schmelzen die Drähte 5 wie bei den normalen, nicht über lastbaren Patronen augenblicklich ab. Dar auf schmilzt auch der Kenndraht G, so dass das Plättchen 13 durch die Feder 12 von der Patrone fortgeschleudert wird und die Unterbrechung anzeigt:
Tritt ein für das Abschmelzen der Lei ter 5 zu geringer Überstrom auf, der durch seine lange Dauer die angesclhlossenen Strom verbraucher oder Leitungen beschädigen könnte, so wird trotzdem von den Schmelz- drähten-5 der Patrone eine Wärme erzeugt, die ausreicht, die Schmelzstelle 10 allmäh lich zu erweichen. '"\ach dem Erweichen tritt die Feder 1.1 in Wirksamkeit. Sie drückt den Schneidkörper 9 nach unten und schneidet dadurch die Drähte 5 an der Scherkante der Platte 14 ab.
Nunmehr fliesst, wie nach dem Abschmelzen der Drähte 5 durch Kurzschluss, der gesamte Strom durch den schwachen Kenndraht 6, der ebenfalls durchschmilzt und das Kennplättchen 13 freigibt. Das An sprechen der Patrone durch Überstrom wird also in der gleichen Weise angezeigt wie das Abschmelzen bei Kurzschluss.
Wie die Abb. 1 erkennen lässt, erstrecken sich die Schmelzleiter der Patrone von der einen bis zur andern Kontaktkappe. Infolge dessen braucht die Patrone im Gegensatz zu den meisten bisher vorgeschlagenen über lastungsträgen Sicherungspatronen nicht län ger zu sein als die normalen unüberlastbaren Patronen.
Da die Schmelzstelle bei 10 nicht zur Stromführung herangezogen wird, kann die Wahl des Schmelzmaterials ohne Rücksicht darauf erfolgen. ob das Material elektrisch gut leitet oder nicht. Ferner ist auch eine Beeinflussung der Lötstelle durch den hin durchfliessenden Strom, der unter. Umständen Alterserscheinungen hervorrufen kann, weit gehend ausgeschlossen.
Bei der Patrone nach Abb. 2 wirkt- eben falls eine Feder so auf die Schmelzdrähte ein, dass sie nach dem Erweichen der sper renden Schmelzstelle die Schmelzdrähte me chanisch zerstört. Jedoch übt hier die h'e- der ihre Wirkung nicht unter Vermittlung eines Schneidkörpers oder dergleichen, son dern unmittelbar auf den Schmelzdraht aus.
Die Schmelzstelle zum Sperren der Feder bildet auch bei dieser Patrone im Gegensatz zu den bekannten. Patronen mit Lötstelle im wesentlichen nur eine mechanische Sperrung für die Feder, während die eigentliche Unter brechung des Stromes durch da.s Zerreissen des Schmelzleiters erfolgt.
Entsprechend den Bezugszeichen der Abb. 1 ist 5 ein im Innenraum 2 der Pa trone 1 ausgespannter Schmelzdraht. Der Draht ist mit einem Ende an der Kontakt kappe 4 und mit dem andern Ende an einem Metallkörper 15 befestigt, der durch eine Bohrung der Kontaktkappe 3 nach aussen tritt. Zwischen einem Ansatz des Körpers 15 und der Kontaktkappe 3 liegt eine schrau- benlinienförmige Druckfeder 11, die bestrebt ist, den Körper 15 aus der Vertiefung der Kontaktkappe 3 herauszuziehen. Die Feder ist aber daran dadurch verhindert, dass -der Körper an der Stelle 10 mit der Kappe 3 durch eine Schmelzstelle, und zwar zweck mässig aus Lötmetall, befestigt ist.
Bei Überstrom erweicht die Lötstelle 10, so dass die Feder 11 in Tätigkeit tritt. Die Feder ist so kräftig, dass sie den Schmelz draht 5 zerreisst. Das Zerreissen wird da durch begünstigt, dass der Draht bei einer derartigen Erwärmung bereits glüht.
Der Körper 15 dient. bei der Patrone nach Abb. 2 gleichzeitig als Unterbrechungs melder für Abschmelzen durch Überstrom.
Bei einem Kurzschluss spricht nicht die Lötstelle 10, sondern der Schmelzdraht 5 an. Eine Unterbrechungsmeldung des Abschmel- zens durch Kurzschluss kann in bekannter Weise dadurch erfolgen, dass dem Schmelz draht 5 gemäss Abb. 1 noch ein Kenndraht parallel geschaltet ist, der durch die vordere Kontaktkappe $ nach aussen reicht und hier ein Kennplättchen trägt. Den Draht zur Meldung einer Unterbrechung bei Kurzschluss kann man durch eine Bohrung des Körpers 15 nach aussen führen. Bei dieser Konstruk tion . wird ein Abschmelzen bei Kurzschluss durch das Abspringen des Kennplättchens.
ein Auslösen bei Überstrom durch das Vor springen des Körpers 15 angezeigt.
Auch die in Abb. 2 dargestellte Patrone erfordert insbesondere bei kleineren Strom stärken keine grösseren Abmessungen als die üblichen Patronen. Bei Patronen für grössere Stromstärken können mehrere Schmelzdrähte und mehrere unter Federdruck stehende Me tallkörper parallel angeordnet werden.
Bei der Anordnung nach den Abb. 3 und 4 ist ausser der sperrenden Lötstelle noch eine weitere Lötstelle im Patroneninnern vor gesehen, die von dem abzuschaltenden Strom durchflossen ist und bei Überstrom von der Feder auseinandergezogen wird. Im Gegen satz zu der Lötstelle zur Sperrung der Feder wird also von der zusätzlichen -Lötstelle im Innern der Patrone die Abschaltung des Stro mes bewirkt.
Bei der Anordnung nach Abb. 3 ist entsprechend Abb. 2 in der Stirnkontakt- kappe 3 ein Metallkörper 15 gelagert, der eine schraubenlinienförmige Druckfeder 12 trägt, die . bestrebt ist, ihn aus der Kappe nach aussen zu drücken. Der Körper ist bei 10 durch eine Schmelzstelle, insbesondere Lötmetall. befestigt, so dass die Feder ge sperrt ist. Das vordere Ende des Körpers trägt in einer Aussparung das mit dein Kenndraht 6 verbundene Kennplättchen 9 und die zugehörige Druckfeder 12. Der Kenndraht 6 ist frei durch eine zentrale Boh rung des Körpers 15 geführt.
Mehrere Schmelzdrähte 5 sind in zwei Gruppen hintereinander geschaltet. Beide Gruppen sind . durch eine bei Überstrom schmelzende Lötstelle miteinander verbun den. Die Lötstelle befindet sich zwischen zwei ringförmigen Messingscheiben 21 und 22, durch deren Bohrung der Kenndraht 6 hindurehtritt.
Die Befestigung der Schmelzdrähte 5 an den Messingringen 21 und 22 erfolgt zweck mässig durch Schweissen, Hartlöten oder Fest- klemmen, also ohne Anwendung von Zinn. Dadurch wird erreicht, dass mit den silbernen Schmelzdrähten kein Zinn in Berührung kommt. Das Zinn hat nämlich das Bestreben, sich bei den wiederholenden Erwärmungen der Patrone mit dem Silber der Schmelz drähte zu legieren.
Das kann zur Folge haben, dass nicht die Lötstelle, sondern der legierte Teil der Schmelzdrähte bei über strom abschmilzt.
Die untern Schmelzdrähte 5 sind an der Fusskontaktkappe 4 befestigt, die Enden der obern Schmelzdrähte 5 an dem Metall körper 15.
Die Raumabschnitte im Innern der Pa trone, in denen sich die Schmelzdrähte 5 befinden, sind zweckmässig mit Sand ge füllt. Scheiben 23, aus Isolierstoff, zum Bei spiel Asbest, verhindern, dass der Sand in den Raumabschnitt der Ringe 21 und 22 ge langt und das Auseinanderziehen der Löt stelle bei Überstrom erschwert. In gleicher Weise ist auch die Lötstelle 10 zwischen dem Körper 15 und der Kontaktkappe 3 durch eine Asbestscheibe 24 geschützt. 25 ist eine in die Fnsskontaktkappe 4 eingelassene Iso- lierhülse.
Die in Abb. 4 dargestellte Patrone un terscheidet sich von der nach Abb. 3 im wesentlichen nur dadurch, dass der Metall körper 15 am Fusskontaktstück 4 angeordnet ist. Der Körper ist von einer besonderen Metallkappe 27 umgeben, die mit Isolier stoff 28 ausgefüttert ist.
Beide Patronen nach Abb. 3 und 4 wir ken in der gleichen Weise. Bei Kurzschluss schmelzen die Drähte 5 ab, ehe eine der bei den Lötstellen erweichen kann. Bei über- strom erweicht die Lötstelle 10. Dadurch wird die Feder 12 freigegeben und die Löt stelle zwischen 21 und 22 auseinander ge zogen, so dass hier der Strom unterbrochen wird. Die Lötstelle 10 dient ausser zur Spei rung der Feder 12 noch zum Überleiten des Stromes von der Kontaktkappe zum beweg lichen Körper 15.
Dadurch werden besondere biegsame Leiter zwischen der Kontaktkappe und dem in ihr beweglich gelagerten Körper 15 erspart.
Für die beiden Lötstellen werden zweck mässig solche Stoffe, zum Beispiel Legierun gen, gewählt, dass der Schmelzpunkt der sperrenden Lötstelle tiefer liegt als der Schmelzpunkt der Lötstelle, die den. Strom unterbricht. Bei Patronen nach Abb. 3 und 4 ist es möglich, die Schmelzdrähte mit Rück sicht auf die Schmelztemperatur der sper renden Lötstelle zu bemessen und eine schwächere und daher kleinere Abschaltfeder zu verwenden als bei den vorher beschrie benen Anordnungen.
Overload sluggish; closed fuse cartridge. In order to protect electricity consumers from heating up due to continuous overcurrents and also to make the fuses insensitive to brief current surges, the fuse cartridges are often designed in such a way that, in addition to the actual fuse element, a slightly melting solder point is provided.
The melting point is heated directly or indirectly by the current and melted if the overcurrent lasts for a long time. In the event of a short circuit, however, the melting point does not respond due to its thermal inertia. In this case, the actual fuse wire switches off.
In the previously known cartridges this type, the melting point is constantly un ter spring tension. As long as the melting point is firm, it blocks the action of the springs. After softening, however, the spring comes into effect and pulls the melting point apart. The melting point made of solder in these fuses also acts as a switching element that interrupts the current.
According to the invention, which has a closed fusible link which is slow to load, the functions of locking the spring and switching off the current are separated from one another. Accordingly, the melting point is arranged in such a way that it only causes the spring to be blocked, but not the switching off of the current caused by the spring after the soldering point has softened, where the spring and melting point are housed in a common cartridge body.
In the drawing, four different exemplary embodiments of the invention are shown in a longitudinal section.
The arrangements shown in Figs. 1 and 2 are set up so that after the melting point has melted, the spring exerts a destructive mechanical effect on the fuse wire.
To destroy the cartridge according to Fig. 1, a special cutting body is used, which moves under the influence of a spring after the melting point has responded and cuts or shears off the fuse wires.
The ceramic body 1 of the cartridge has a through hole 2, which is tert expansions at the front of the cartridge body. The end faces of the body are closed by the contact caps 3 and 4, between which the fusible wires 5 and the identification wire 6 are stretched. The contact caps 3 and 4 are specially slotted by an asbestos lining 7 or the like before burning.
At the front contact cap 3 of the Pa trone a cutting body 9 is attached at 10 by a melting point. The cutting body is pierced to carry out the 6 Kenndrah th. Its bore is widened in the nern of the body to accommodate the helical compression spring 11, which is supported on the one hand on the cutting body 9 and on the other hand on the contact cap 3. In addition, the spring of the identification plate 13 attached to the identification wire 6 rests against the contact cap.
The fusible conductors 5 of the cartridge are guided just below the conical pressure surfaces of the cutting body 9 over a shear edge formed by a metal plate 14. Instead of this, the cartridge body 1 itself can also be designed as a shear edge.
The melting space of the cartridge can be filled with an arc-extinguishing compound, for example sand. For this purpose, a seal is advantageously arranged immediately next to the disk 14, which makes it possible to keep the enlarged interior of the cartridge and the shear point of the wires free of sand.
The melting point at 10 can consist of a metallic soldering point. But it can also, there. it does not serve to conduct electricity, it must be replaced by some other silting substance, for example resin. You can also solder or glue the individual turns of the spring to one another, so that soldering is superfluous at 1.0.
If a high overcurrent occurs, for example a short circuit, the wires 5 melt immediately, as in the case of normal, non-overloadable cartridges. Then the identification wire G melts, so that the plate 13 is thrown away from the cartridge by the spring 12 and indicates the interruption:
If there is too little overcurrent for the melting of the conductor 5, which could damage the connected power consumers or lines due to its long duration, the fusible wires 5 of the cartridge still generate sufficient heat for the melting point 10 gradually soften. After it has softened, the spring 1.1 comes into effect. It presses the cutting body 9 downwards and thereby cuts the wires 5 at the shear edge of the plate 14.
Now, as after the wires 5 have melted due to a short circuit, the entire current flows through the weak identification wire 6, which also melts through and releases the identification plate 13. The to speak of the cartridge through overcurrent is displayed in the same way as the melting in the event of a short circuit.
As shown in Fig. 1, the fusible links of the cartridge extend from one contact cap to the other. As a result, the cartridge does not need to be longer than the normal non-overloadable cartridges, in contrast to most of the previously proposed overload-inert fuse cartridges.
Since the melting point at 10 is not used to conduct electricity, the selection of the melting material can be made regardless of this. whether the material is a good electrical conductor or not. Furthermore, the soldering point is also influenced by the current flowing through it, which is below. Circumstances can cause signs of age, largely excluded.
In the cartridge according to Fig. 2, a spring also acts on the fuse wires in such a way that it mechanically destroys the fuse wires after the blocking melting point has softened. However, here the h'eder does not exert its effect through the intermediary of a cutting body or the like, but rather directly on the fuse wire.
The melting point for locking the spring also forms in this cartridge, in contrast to the known ones. Cartridges with a soldering point essentially only have a mechanical lock for the spring, while the actual interruption of the current takes place by tearing the fusible conductor.
Corresponding to the reference numerals of Fig. 1, 5 is an inside 2 of the Pa trone 1 stretched fusible wire. The wire is attached at one end to the contact cap 4 and the other end to a metal body 15 which passes through a hole in the contact cap 3 to the outside. A helical compression spring 11, which strives to pull the body 15 out of the recess of the contact cap 3, is located between a shoulder of the body 15 and the contact cap 3. However, the spring is prevented by the fact that the body is fastened at the point 10 to the cap 3 by a melting point, specifically suitably made of solder.
In the event of an overcurrent, the soldering point 10 softens so that the spring 11 comes into action. The spring is so strong that it tears the fuse wire 5. The tearing is promoted by the fact that the wire already glows when heated in this way.
The body 15 is used. In the case of the cartridge according to Fig. 2, it also acts as an interruption indicator for melting due to overcurrent.
In the event of a short circuit, the soldering point 10 does not respond, but the fuse wire 5. An interruption of the melting due to a short circuit can take place in a known manner in that an identification wire is also connected in parallel to the fuse wire 5 according to FIG. 1, which extends out through the front contact cap and carries an identification plate here. The wire for reporting an interruption in the event of a short circuit can be led to the outside through a hole in the body 15. With this construction. there is a melting in the event of a short circuit due to the identification plate jumping off.
tripping in the event of an overcurrent by jumping ahead of the body 15 is indicated.
The cartridge shown in Fig. 2 does not require any larger dimensions than the usual cartridges, especially with smaller currents. For cartridges for larger currents, several fusible wires and several metal bodies under spring pressure can be arranged in parallel.
In the arrangement according to Figs. 3 and 4, in addition to the locking soldering point, another soldering point is seen inside the cartridge, which is traversed by the current to be switched off and is pulled apart by the spring in the event of an overcurrent. In contrast to the soldering point for locking the spring, the additional soldering point inside the cartridge causes the current to be switched off.
In the arrangement according to FIG. 3, a metal body 15, which carries a helical compression spring 12, is mounted in the front contact cap 3 in accordance with FIG. strives to push it out of the cap. The body is at 10 through a melting point, specifically solder. attached so that the spring is locked ge. The front end of the body carries the identification plate 9 connected to your identification wire 6 and the associated compression spring 12 in a recess. The identification wire 6 is freely guided through a central drilling of the body 15.
Several fuse wires 5 are connected in series in two groups. Both groups are. by a solder joint that melts in the event of an overcurrent. The soldering point is located between two ring-shaped brass disks 21 and 22, through the bore of which the identification wire 6 passes.
The attachment of the fusible wires 5 to the brass rings 21 and 22 is expediently carried out by welding, brazing or clamping, that is to say without the use of tin. This ensures that no tin comes into contact with the silver fusible wires. The tin tends to alloy itself with the silver of the fusible wires during the repeated heating of the cartridge.
As a result, it is not the soldering point but the alloyed part of the fuse wire that melts when there is overcurrent.
The lower fuse wires 5 are attached to the foot contact cap 4, the ends of the upper fuse wires 5 to the metal body 15.
The space sections inside the Pa trone, in which the fusible wires 5 are located, are expediently filled with sand. Disks 23, made of insulating material, for example asbestos, prevent the sand from reaching the spatial section of the rings 21 and 22 and making it difficult to pull the soldering point apart in the event of an overcurrent. In the same way, the soldering point 10 between the body 15 and the contact cap 3 is also protected by an asbestos disk 24. 25 is an insulating sleeve let into the foot contact cap 4.
The cartridge shown in Fig. 4 differs from the one according to Fig. 3 essentially only in that the metal body 15 is arranged on the foot contact piece 4. The body is surrounded by a special metal cap 27, which is lined with 28 insulating material.
Both cartridges according to Fig. 3 and 4 we ken in the same way. In the event of a short circuit, the wires 5 melt before one of the solder joints can soften. In the event of an overcurrent, the soldering point 10 softens. This releases the spring 12 and pulls the soldering point apart between 21 and 22, so that the current is interrupted here. In addition to speiing the spring 12, the soldering point 10 also serves to transfer the current from the contact cap to the movable body 15.
This saves special flexible conductors between the contact cap and the body 15 movably mounted in it.
For the two soldering points, such substances, for example alloys, are expediently selected that the melting point of the blocking soldering point is lower than the melting point of the soldering point. Current interrupts. With cartridges according to Fig. 3 and 4, it is possible to measure the fuse wires with consideration of the melting temperature of the blocking-generating solder joint and to use a weaker and therefore smaller cut-off spring than in the arrangements described above.