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Elektrische Abschmelzsicherung geringer Eigeninduktivität und großer
Abschaltleistung Abschmelzsicherungen werden häufig nicht nur als selbständige Schaltelemente
verwendet, sondern in andere Schaltelemente, entweder zu deren Sicherheit oder zur
Sicherheit der Schaltanordnung vor diesen Schaltelementen, eingebaut. So ist es
z. B. bekannt, elektrische Kondensatoren mit eingebauten Sicherungen zu versehen,
um zu vermeiden, daß bei einem Durchbruch eines Kondensators die Netzleitung kurzgeschlossen
wird. Vor allem besteht die Forderung nach eingebauten Sicherungen bei Entstörungskondensatoren,
da diese betriebstechnisch nicht wichtig sind und bei Ausfall lediglich die Entstörungswirkung
unterbleibt.
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An in solche Schaltelemente eingebaute Sicherungen werden nun andere
Anforderungen gestellt als an Sicherungen, die als selbständige Schaltelemente gelten.
Zunächst besteht die Forderung, daß die eingebauten Sicherungselemente nur sehr
wenig Raum beanspruchen dürfen, um die Baumasse des Schaltelementes, in das sie
eingebaut werden, nicht unnötig zu vergrößern. Gleichzeitig wünscht man häufig,
daß das Sicherungselement die elektrischen Werte des Schaltelementes nicht ändert.
Insbesondere versucht man durch besonderen konstruktiven Aufbau eine Vergrößerung
der Induktivität eines Kondensators zu vermeiden, was infolge der Stromführung über
den Schmelzleiter nicht ohne weiteres möglich ist. Schließlich wünscht man, selbst
mit Sicherungselementen kleinster Bauart möglichst große Stromstärken bei hohen
Spannungen einwandfrei zu schalten, ohne daß unangenehme Nebenerschemungen,
wie
Aufplatzen des -Schaltelerrientes u. dgl., infolge reicher Gasentwicklung durch
den entstehenden Lichtbogen am Schmelzleiter auftreten.
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Durch den Sicherungsaufba@ü.'gemäß der Erfindung werden diese drei
Forderungen 'in - weitestgehender Weise erfüllt. Bei der Sicherung gemäß der Erfindung
besteht das Absclumelzelement aus einer vorzugsweise aus Zinn bestehenden, auf beiden
Seiten eines Isölierstoffplättchens, beispielsweise Glimmer, über einen Rand organisch
leitend zusammenhängenden Metallauflage mit einem der Abschaltleistung entsprechenden
Querschnitt. Wie die Versuche zeigten, lassen sich mit einer Sicherung dieser Art
einwandfrei größere Spannungen eindeutig abschalten, während andererseits durch
die U-förmige Anordnung des Sclhmelzleiters, die für die Abschaltleistung mit maßgebend
ist, außerdem noch eine sehr geringe Eigeninduktivität gegeben ist. Schließlich
ist das Sicherungselement einschließlich der Abdeckplatten, die zweckmäßig mit den
Stromzuführungen zum Sicherungselement ausgerüstet sind, sehr flach, so daß es sich
leicht in irgend-. welchen Hohlräumen unterbringen, beispielsweise als Wickeldorn
eines Kondensators oder in einer Abwandlung sogar als Deckel des Behälters verwenden
läßt. Die Metallauflage auf dem Isolierstoffplättchen kann beispielsweise - aus
einer selbständigen aufgeklebten Folie bestehen. Sie kann jedoch auch durch eine
Metallisierung nach irgendeinem bekannten Verfahren, sei es Aufdampfen, Aufgalvanisieren,
Aufspritzen od. dgl., hergestellt sein. Zweckmäßigerweise verkleinert man die Breite
in der Metallauflage an der Knickstelle, an dem Rand des Isolierstoffplättchens,
an welchem die leitende Verbindung von der Metallauflage der einen Seitenfläche
des Isolierstoffplättchens zu der auf der anderen Seite erfolgt, so daß der Abschmelzvorgang
an dieser Stelle eingeleitet wird und der Lichtbogen infolge der geometrischen Anordnung
von selbst sehr schnell zum Erlöschen kommt.
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Die Stromzuführungen zum Schmelzleiter können ebenfalls in irgendeiner
bekannten Weise angebracht sein. Es hat sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, die
beiderseitig auf dem das Sicherungselement tragenden Isolierstoffplättchen aufliegenden
Abdeckplatten mit diesen Stromzuführungen zu vereinigen, so daß beim Auflegen der
Abdeckplatten die Stromzuführungen mit dem Schmelzleiter durch Druckkontakt in Verbindung
kommen. Beispielsweise kann man die Stromzuführungen aus einer starken Metallfolie
bilden und sie durch Einschnitte in die Abdeckplatten einfädeln, so daß eine genügend
breite Fläche zur Erzielung des Druckkontaktes zur Verfügung steht. Um einen dauernd
gleichmäßigen Druck für die köntaktgabe aufrechtzuerhalten, kann man das Sicherungselement
mit einem klemmenden. Organ umgeben, beispielsweise die beiden Abdeckscheiben mit
dem zwischen sich befind- . Lidren Sicherungselement in ein klemmerartiges Gehäuse
mit keilförmig abgeschrägten Wänden einschieben, wodurch die Stromzuführungen auf
den Schmelzleiten aufgepreßt werden.
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Eine besonders gute Abschaltwirkung wird, abgesehen von der günstigen
geometrischen Anordnung; Tann erreicht, wenn die Schmelzfolie fest zusammen-;epreßt,und
vollkommen von festen Teilen umschlossen ist, so daß ein möglichst kleiner Luftraum
innerlhalb- der Sicherung vorhanden ist. Beim Durchbrennen des Schmelzleiters entsteht
dann ein Überdruck um diesen, welcher die Löschung eines sich bildenden Lichtbogens
begünstigt.
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In der Zeichnung sind gemäß der Erfindung aufgebäüte Sicherungen schematisch
dargestellt. Mit a ist sowohl in der Fig. z als auch in der Fig. 2 der Schmelzleiten
bezeichnet, der U-förmig um das Isolierstoffplättchen b herumgreift. An der Knickstelle
am oberen Rand des Isolierstoffplättchens b ist die Breite des Schmelzleiters wesentlich
verringert (siehe c). Auf das den Schmelzleiter tragende Isolierstoffplättchen b
sind beiderseits Abdeckplatten d aufgelegt, an welchen die Stromzuführungen e befestigt
sind. Beim Aufeinanderschichten der Plättchen d und b kommen die Kontaktstellen
f der Stromzuführungen mit dem Schmelzleiten a in leitende Berührung. Zur Aufrechterhaltung
des Kontaktdruckes kann beispielsweise ein Gehäuse g vorgesehen werden, in welches
die Sicherungsanordnung eingeschoben wird und wobei durch Ausbildung der Wandungen
des Gehäuses g als abgeschrägte, keilförmige Wandungen ein genügend großer Preßdruck
auf die Stromzuführungen e zur Kontaktgabe mit dem Schmelzleiter a ausgeübt wird.
Mit einer derartig hergestellten Sicherung, die die Abmessungen zo X 15
X
q. mm besaß, konnten bei einer in Reihe geschalteten Induktivität von = mH und
0,05 Ohm 400 Volt einwandfrei geschaltet werden. Die Induktivität
dieser Sicherung betrug 5 nH, was als außerordentlich gering anzusprechen ist, da
die Induktivitätswerte üblicher Sicherungen in der Größenordnung von zoo nH liegen.
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In Fig. 3 ist entsprechend der Fig. a und z eine mit Überdruck arbeitende
Sicherung gezeigt. Gleiche Teile sind dabei mit gleichen Zeichen versehen. Die Abdeckplatten
d sind hierbei stärker ausgeführt, um zusammen mit dem Zusatzteil h und dem zweiteiligen
Gehäuse g, und g, für die beim Abschmelzvorgang entstehenden Gase eine Art Labyrinthdichtung
zu schaffen. In Fig. 4 und 5 ist eine Abwandlung einer Sicherung gemäß der Erfindung
dargestellt.
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Die Sicherung wird hier aus zwei kreisförmigen Teilen i, k
zusammengesetzt und gegebenenfalls durch gebördelte Metallbänder 1, m zusammengehalten,welche
zugleich die Anschlüsse zur Sicherung bilden können. Die Schmelzfolie n ist wieder
bifilar um ein hier ringförmig ausgebildetes Isolierplättchen o gelegt und hat je
nach den gewünschten Abschmelzwerten die Gestalt eines kleineren oder größeren Kreissektors.
Die Stromzuführungen f, q sind in die als Preßteile ausgebildeten Abdeckplatten
i, k, die auch aus Porzellan bestehen können, eingesetzt. Hinter den Stromzuführungen
ist das Profil der Preßteile i; k zweckmäßig geändert, um ein Auspuffen des
beim Abschalten erhitzten Gases zu verhindern.
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Um eine gute Dichtung zu erhalten, können die Berührungsflächen der
Preßteile i, k vor dem Zusammen- i bau mit einem fest werdenden Klebmittel od. dgl.
bestrichen werden.
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Eine derartige als Ringscheibe ausgebildete Sicherung läßt sich nun
ebenfalls in raumsparender Weise z. B. oberhalb einer Stirnseite eines Wickelkonden-
ä: sators unterbringen. Bei geeigneter Ausbildung kann
sie sogar
den Deckel eines Kondensatorgehäuses in der dargestellten Form, insbesondere den
Deckel für einen Durchführungskondensator ersetzen und, wenn die Aufbauteile aus
Porzellan gefertigt sind, in bekannter Weise mit dem Gehäuse verlötet werden.