Schmelzsicherung. Die Erfindung bezieht sich auf Schmelz sicherungen, weil sie beispielsweise ganz all gemein in Fernmeldeanlagen verwendet wer den. Eine ideale Stromsicherung muss ins besondere drei Bedingungen erfüllen: 1. Muss sie in weniger als einer angegebe nen Anzahl Sekunden durchbrennen, wenn sie von einem Strom vorgegebener Stärke durchflossen wird, 2. darf beim Durchbrennen kein Licht bogen stehen 'bleiben, auch wenn an ihren Enden eine Überspannung liegt, und 3. soll die Sicherung nicht ansprechen, wenn auftretende Überspannungen zwar einen gewissen Wert überschreiten, aber nicht. länger als eine gewisse Zeit einwirken.
Die Überspannungen und die zulässige Zeitdauer des Einwirkens stehen dabei in einem Zu sammenhang, und zwar derart, dass die Ein wirkungszeit, die nicht zur Auslösung der Sicherung führen soll, um so kürzer sein muss, je höher die Überspannung ist. Die Bedingungen unter 1 und 2 lassen sich ohne wesentliche Schwierigkeiten erfül len. Dagegen war es bisher nicht möglich, eine Stromsicherung so auszuführen, .dass bei verhältnismässig geringen Abschmelzstrom- stärken die Bedingungen unter 3. erfüllt wer den konnten.
Die Betriebserfahrungen, bei spielsweise bei .der Reichsbahn oder Reichs post, haben. ergeben, dass Sicherungen von 3 und 5 Amp. bei Gewittern noch sehr häufig durchbrennen.
Man sah sioh daher gezwun gen, in Leitungen, die im Maximum mit. 1 Amp. Sicherungen hätten gesichert werden können, Stromsicherungen bis zu 8 Amp. Ab schmelzstromstärke einzubauen. Erst diese Sicherungen erfüllten die Bedingung, dass bei auftretenden kurzzeitigen Überspannun gen, etwa hervorgerufen durch atmosphäri sche Entladungen, die Sicherungen nicht durchbrannten.
Anderseits musste aber durch die hohe Abschmelzstromstärke bei Dauer belastung der zu schützende Apparat wesent- lieh kräftiger ausgeführt werden, als es der Betrieb erfordert hätte.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, diesen Übelstand zu beseitigen. und eine Schmelzsicherung zu schaffen, welche es auch bei verhältnismässig kleinen Stromstär ken gestatten soll, kurzzeitige Überopannun- gen aufzunehmen, ohne dass diese zu einer Zerstörung der Sicherung führen. Er findungsgemäss wird der Stromsicherung ein Spannungsableiter elektrisch parallel ge schaltet, damit an der Sicherung auftretende kurzzeitige Überspannungen über den Span nungsableiter abgeführt werden und somit auf den Schmelzleiter der Stromsicherung nicht oder nur teilweise einwirken.
Die elek trisch parallel geschalteten Strom- und Span nungssicherungen werden zweckmässig bau lich vereinigt. Die Ausführung könnte etwa. so getroffen werden, dass parallel zu einer Stromsicherung bekannter Bauart ein Span nungsableiter angeordnet ist, dessen An sprechspannung mit Rücksicht auf den klein sten Wert der unter die Bedingung 3 fallen den Überspannung bemessen ist. Hierzu wird es unter Umständen notwendig sein, den Wi derstandswert der :Sicherung durch Vor schalten eines besonderen Widerstandes zu erhöhen.
Zweckmässig wird dieser mit dem Schmelzleiter in Reihe liegende Widerstand aus einem Widerstandsmaterial in Stabform hergestellt, zum Beispiel aus Silit., Hartkohle oder dergleichen. Die Schmelzung des Schmelzleiters erfolgt bei dieser Ausführung durch :die in dem Widerstandsstab erzeugte Stromwärme.
Sicherungen der soeben gekennzeichneten Art sind an sich neu. Sie bieten gegenüber den bekannten R.ücklötsicherungen mit Reiz spirale den wesentlichen Vorteil, .dass die Widerstandsstäbe gegenüber auftretenden Überspannungen unempfindlich sind, wäh rend die bekannten Heizspiralen bei auftre tenden Überspannungen schnell zerstört wur den. Die neuen Sicherungen bieten noch den besonderen Vorteil, dass der Spannungsab leiter -derart angeordnet werden kann, dass bei auftretenden Überspannungen der Wider .standsstab durch einen Entladungsvorgang ganz oder teilweise entlastet wird.
Hierzu kann beispielsweise der Widerstand selbst als Träger der Entladungsstrecke dienen.
In den Fig. 1 bis 4 ist die Erfindung in Ausführungsbeispielen veranschaulicht. In einem Glasrohr 1, das, an beiden Enden mit Kontaktansätzen 2 versehen ist, befindet sich ein Widerstandsstab 3, an dessen beiden En .den Kappen 4 und 5 a.ufgepresst sind. In der Kappe 5 ist etwa. Woodmetall 6 mitein- gepresst, das in bekannter Weise eine Feder 7 hält.
Die beiden Kappen 4 und 5 sind mit zwei Elektroden 8 und 9 versehen, welche an den Widerstandsstab 3 vorzugsweise lose an liegen und in der Mitte einen Abstand von etwa. 2 mm besitzen. Bei Dauerüberstrom genügender Stärke wird der Stab 3 das Woodmetall 6, schmelzen und damit eine Aus lösung der Feder 7 bewirken. Treten an den Enden der Sicherung höhere Spannungen auf, so wird der Stab 3 durch die Funken strecke teilweise entlastet, so dass Lias Anspre chen der Sicherung verzögert oder ganz ver hindert wird.
Der Widen,tands@stab muss aus einem Material bestehen, das einerseits- keine allzu starke Erhöhung des Widerstandes der Siche rung bewirkt, anderseits muss es gegenüber den bei .der Entladung auftretenden Gleit- funken mechanisch widerstandsfähig sein. Als geeignet haben sich Silitstäbe erwiesen. Es können auch andere Materialien, wie Hart kohle oder dergleichen, verwendet werden. Bei der Herstellung ist darauf zu achten, dass die Kappen fest aufsitzen.
Die Ausführung nach Fig. 2 unterschei det sich von der nach Fig. 1 dadurch, dass zwischen Feder 10 und Kappe 11,des Wider standsstabes ein weiterer Schmelzleiter 13 an geordnet ist.
Es sind somit zwei Schmelz leiter vorhanden, einerseits das Woodmetall 6 unter ,der Anechlusskappe 11 des! Wider standsstabes. 12, anderseits der Schmelzleiter 1.8. Während die in der Kammer A befind liche Sicherung die Aufgabe hat, bei Dauer strom die oben. unter 1. aufgeführte Bedin- gung zu erfüllen, bei auftretenden Überspan nungen dagegen nur- die unter 3. genannte Bedingung, hat der in der Kammer B befind liche Schmelzleiter 13 die Aufgabe, bei län ger anhaltenden Überspannungen in Tätig keit zii treten.
Er muss also so gemessen sein, dass er von den Überspannungen, die in bezug auf die Sicherung in Kammer A die Bedin gungen unter 3. erfüllen sollen, nicht zerstört wird. Sobald aber .die Überspannungen einen gewissen Wert. überschreiten oder zu lange andauern, soll die Sicherung in Kammer B in Tätigkeit treten. Es lässt sich zwar durch eine entsprechende Anordnung der Elektro den der Entladungsstrecke auf dem Wider standsstab 12 erreichen, dass bei Überspan nungen das Woodmetall 6 nur teilweise ent lastet wird, jedoch ist die Wärmeträgheit dieses Systems ziemlich gross und kann durch Anordnung des Schmelzleiters 13 herunter gesetzt werden.
Zur Beseitigung der Licht- bogenbildung isst die Widerstandskammer B mit Asche oder einem andern geeigneten Ma: terial gefüllt.
In Fig. 3 ist eine sogenannte rüeklötbare Sicherung dargestellt. In dem Woodmetall 6 ist das vordere Ende des Bolzens 16- ein gelötet. Gegen die an dem Bolzen 16 befe stigte Scheibe 17 legt sich das eine Ende der Feder 1.5, deren anderes Ende gegen eine an der Sicherung anliegende Seheibe 17' ab- gestützt ist. Sobald das Woodmetall schmilzt, springt der Bolzen 16 unter Wirkung der Fe der 15 vor und zeigt an,
dass die Sicherung durchgebrannt ist. Der Bolzen kann nach Bedarf mehrmals eingelötet werden. Die Stromzuführung erfolgt über den Bolzen 16, so dass im Gegensatz zu den Ausführungen nach Fig. 1 und 2 die Feder nicht stromfüh rend ist.
In Fig. 4 ist eine Sicherung dargestellt, die sich durch besonders hohe Lichtbogen- sieherheit auszeichnet. Auf einem .Sockel 24 ist zwischen den beiden Haltern 18 und 19 die Sicherungspatrone 20 angeordnet. Der Lötstift. 21. ist an seinem rechten Ende an einem beweglichen Teil 22 befestigt, der un ter der Wirkung der Feder 23 beim Auslösen der Sicherung schnell nach rechts. bewegt wird und so eine lichtbo.genfreie Abschaltung bewirkt.
Versuche, die mit der neuen Sicherung angestellt wurden, haben die Überlegenheit gegenüber den bisher verwendeten erwiesen. Nach Fi. 2 hergestellte Ausführungen hat ten eine" Absoh@melzstromstärke bei Dauer strom zwischen 0,
5 und 1 Amp. Diese Siche rungen erwiesen sich kurzzeitigen Belastun- gen gegenüber wesentlich widerstandsfähiger als .die bisher verwendeten mit einer Auslöse stromstärke bei Dauerstrom von 8 Amp. Eine solche .Sicherung erfüllt also die eingangs für eine ideale Sicherung beschriebenen Be dingungen schon sehr weitgehend.
Fuse. The invention relates to fuses because they are used, for example, quite all in common in telecommunications systems who the. An ideal current fuse must meet three conditions in particular: 1. Must burn out in less than a specified number of seconds when a current of a given strength flows through it, 2. No arc must stop when it burns, even if it is on yours At the end of an overvoltage, and 3. the fuse should not respond if the overvoltages do exceed a certain value, but not. act longer than a certain time.
The overvoltages and the permissible duration of action are related to one another, namely in such a way that the action time, which is not intended to trigger the fuse, must be shorter, the higher the overvoltage. The conditions under 1 and 2 can be met without any major difficulties. In contrast, it was not previously possible to design a current fuse in such a way that the conditions under 3 could be fulfilled with relatively low melting currents.
Have operational experience, for example at the Reichsbahn or Reichspost. show that 3 and 5 amp fuses often blow during thunderstorms.
It was therefore seen that they were forced to use lines with the maximum. 1 amp. Fuses could have been secured by installing current fuses up to 8 amps. Only these fuses fulfilled the condition that the fuses did not blow in the event of brief overvoltages, caused for example by atmospheric discharges.
On the other hand, due to the high amperage under constant load, the apparatus to be protected had to be made considerably more powerful than the operation would have required.
The invention has set itself the task of eliminating this drawback. and to create a safety fuse which should make it possible to absorb brief over-voltages even with relatively low currents without this leading to the fuse being destroyed. According to the invention, a voltage arrester is electrically connected in parallel to the current fuse, so that brief overvoltages occurring on the fuse are discharged via the voltage arrester and thus not or only partially affect the fuse element of the current fuse.
The current and voltage fuses, which are connected electrically in parallel, are combined in a practical way. The execution could be about. be made so that a voltage arrester is arranged parallel to a current fuse of known type, the response voltage of which is dimensioned with regard to the smallest value of the overvoltage falling under condition 3. For this it may be necessary to increase the resistance value of the: fuse by connecting a special resistor upstream.
This resistor, which is in series with the fusible conductor, is expediently produced from a resistor material in the form of a rod, for example from silicon, hard carbon or the like. In this version, the fusible conductor is melted by: The current heat generated in the resistance rod.
Fuses of the type just identified are new in themselves. Compared to the well-known re-soldering fuses with a stimulus spiral, they offer the essential advantage that the resistance bars are insensitive to overvoltages, while the known heating coils are quickly destroyed when overvoltages occur. The new fuses also offer the particular advantage that the voltage arrester can be arranged in such a way that, if overvoltages occur, the resistance rod is completely or partially relieved by a discharge process.
For this purpose, for example, the resistor itself can serve as a carrier for the discharge path.
1 to 4, the invention is illustrated in exemplary embodiments. In a glass tube 1, which is provided with contact lugs 2 at both ends, there is a resistance rod 3, at both ends of which the caps 4 and 5 are pressed on. In the cap 5 is about. Woodmetall 6 pressed in, which holds a spring 7 in a known manner.
The two caps 4 and 5 are provided with two electrodes 8 and 9, which are preferably loose on the resistance rod 3 and a distance of about in the middle. 2 mm. With continuous overcurrent of sufficient strength, the rod 3 will melt the Wood metal 6 and thus cause the spring 7 to release. If higher voltages occur at the ends of the fuse, the rod 3 is partially relieved by the spark gap, so that Lias Anspre chen the fuse is delayed or completely prevented.
The Widen, tands @ rod must be made of a material that on the one hand does not increase the resistance of the fuse too much, on the other hand it must be mechanically resistant to the sliding sparks that occur during discharge. Silite bars have proven to be suitable. Other materials such as hard coal or the like can also be used. During manufacture, make sure that the caps are firmly seated.
The embodiment according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 in that a further fusible conductor 13 is arranged between the spring 10 and the cap 11 of the resistance rod.
There are thus two fusible conductors available, on the one hand the Wood metal 6 below, the connection cap 11 of the! Resistance stick. 12, on the other hand the fusible link 1.8. While the fuse located in chamber A has the task of maintaining the current above. To fulfill the condition listed under 1., in the event of overvoltages, on the other hand, only the condition mentioned under 3., the fusible conductor 13 located in chamber B has the task of taking action in the event of prolonged overvoltages.
It must therefore be measured in such a way that it is not destroyed by the overvoltages that should meet the conditions under 3 with regard to the fuse in chamber A. But as soon as .the overvoltages a certain value. exceed or last too long, the security in chamber B should come into operation. Although it can be achieved by an appropriate arrangement of the electrodes of the discharge path on the resistance bar 12 that the Wood metal 6 is only partially discharged in the event of overvoltage, the thermal inertia of this system is quite large and can be reduced by arranging the fuse element 13 will.
To eliminate the arcing, the resistance chamber B is filled with ash or another suitable material.
In Fig. 3 a so-called rüeklötbaren fuse is shown. In the Wood metal 6, the front end of the bolt 16 is soldered a. One end of the spring 1.5 rests against the disk 17 fastened to the bolt 16, the other end of which is supported against a disk 17 'resting against the fuse. As soon as the wood metal melts, the bolt 16 jumps under the action of the Fe of 15 and indicates
that the fuse has blown. The bolt can be soldered in several times as required. The power is supplied via the bolt 16, so that, in contrast to the embodiments according to FIGS. 1 and 2, the spring is not current leading.
In Fig. 4, a fuse is shown, which is characterized by a particularly high arc security. On a .Sockel 24 between the two holders 18 and 19, the fuse cartridge 20 is arranged. The soldering pin. 21. is attached at its right end to a movable part 22, the un ter the action of the spring 23 when the fuse is triggered quickly to the right. is moved and thus causes an arc-free shutdown.
Attempts made with the new fuse have proven to be superior to those previously used. According to Fi. 2 versions produced had an "absorption current strength with continuous current between 0,
5 and 1 amp. These fuses proved to be significantly more resistant to short-term loads than those previously used with a tripping current strength at a continuous current of 8 amps. Such a fuse therefore already largely fulfills the conditions described at the beginning for an ideal fuse .