DE9007239U1 - Elektrische Sicherung - Google Patents
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Description
- 1 - 22.06.1990
Die Neuerung betrifft eine elektrische Sicherung mit einem bei Überlast schmelzenden Schmelzleiter, der
sich in einer druckdicht abgeschlossenen, gasgefüllten oder luftleeren Kammer zwischen zwei Anschlußteilen
erstreckt, wobei in der Umgebung des Schmelzleiters ein elektrisch leitendes und wärmeabsorbierendes Element
einem der beiden Anschlußteile derart im Abstand gegenüberliegt, daß ein beim Abschalten der Sicherung am
Schmelzleiter entstehender Lichtbogen auf das Element übergeht und verlöscht.
Zur Erhöhung des Schaltvermögens von elektrischen Sicherungen ist eine möglichst frühe Löschung des Lichtbogens
erforderlich, der sich mit dem Einsetzen des Abschmelzens des Lichtleiters bildet und über den der Strom
trotz der Trennung durch den Schmelzleiter weiterhin fließt. Bei anhaltendem Lichtbogen werden durch die
anhaltende Energiezufuhr der Druck und die Temperatur im Inneren des Gehäuses schließlich so groß, daß der
maximale Belastungsdruck überschritten und die Gehäusewandung zerstört wird. Die Sicherung explodiert.
Zur Erreichung einer frühen Löschung des Lichtbogens ist es bei einer als Kleinstsicherung ausgeführten
Sicherung (DE-OS 37 42 532.2) bekannt, das eingangs genannte elektrisch leitende und wärmeabsorbierende
Element als Metallscheibe auszubilden, die oberhalb des Schmelzleiters in entsprechendem Abstand zu den
Anschlußteilen so angeordnet ist, daß der am Schmelzleiter
entstehende Lichtbogen, wenn er eine bestimmte Länge überschreitet, von den Anschlußteilen auf die Metallplatte
übergeht. Es werden folglich statt eines Lichtbogens zwei Lichtbögen gebildet und dabei die Lichtbogenlöschung
beschleunigt.
— 2 —
- 2 - 22.06.1990
Eine Alternativlösung hierzu ist aus dem DE-GM 88 144.5 sowie auch aus der EP-A2-0 321 771 bekannt, wonach
das Element, auf das der Lichtbogen übergehen kann, in Form der Kammerwandung selbst ausgebildet ist. Hierfür
besteht die Kammerwandung aus Metall, und ihre Lage zu den Anschlußteilen wird derart gewählt, daß
der am Schmelzleiter entstehende Lichtbogen auf die Kammerwandung übergehen kann, so daß mindestens ein
Sekundärlichtbogen im Nebenschluß über die Kammerwandung
entsteht. Durch das Aufschmelzen der Metallfläche der Kammer wird soviel Wärme absorbiert, daß der Sekundärlichtbogen
erlischt.
In jedem Falle führen die bekannten Ausführungen und Anordnungen eines elektrisch leitenden und wärmeabsorbierenden
Elementes zu einer Anhebung des Schaltvermögens insbesondere von Kleinstsicherungen. Vor allem bei der
Fertigung von Kleinstsicherungen, die beispielsweise in einer handelsüblichen Größe mit zylindrischem Gehäuse
einen Außendurchmesser von nur 8 mm und eine Höhe von 6 mm aufweisen, bedingt das Einlegen eines Metallplättchens
bzw. die Anordnung einer metallischen Kammerwandung in genauem Abstand gegenüber den Anschlußteilen
eine hohe Fertigungsgenauigkeit, um den gewünschten Ablauf bei der Bildung des Sekundärlichtbogens herbeizuführen.
Außerdem ist der Konstrukteur auf eine bestimmte Form der Kammer und der Anschlußteile festgelegt.
Es besteht daher die Aufgabe, das Abschaltvermögen elektrischer Sicherungen durch Bildung eines Sekundärlichtbogens
mit anderen Mitteln zu verwirklichen, die konstruktiv vielseitiger zu verwirklichen sind
und eine einfachere Fertigung sowie breite Anwendungsmöglichkeiten zulassen.
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- 3 - 22.06.1990
Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß,
ausgehend von einer elektrischen Sicherung der eingangs genannten Art, das Element mit dem anderen Anschlußteil,
dem es nicht für den Lichtbogenübergang zugeordnet ist, elektrisch leitend verbunden ist.
Neuerungsgemäß ist das Element, mit dem ein Teil der
von dem Lichtbogen ausgehenden Energie absorbiert und die Bildung eines Sekundärlichtbogens ermöglicht wird,
folglich nicht, wie bei den bisher bekannten Lösungen, von den beiden Anschlußteilen des Schmelzleiters getrennt,
sondern mit dem anderen Anschlußteil, nämlich dem, dem es nicht für den Lichtbogenübergang gegenüberliegt,
elektrisch leitend verbunden. Die Wirkungsweise beim Abschalten der Sicherung und beim Auftreten eines entsprechenden
Lichtbogens ist im Prinzip die gleiche wie bei den bekannten Lösungen. Denn auch gemäß der
Neuerung wird der Sekundärlichtbogen, der sich bildet, wenn der Primärlichtbogen eine gewisse Länge überschreitet,
auf einen Kontaktpunkt an dem Element, das auch eine große Wärmekapazität hat, übertragen, so daß der
Explosionsdruck unter der kritischen Grenze gehalten wird.
Die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem anderen Anschlußteil und dem wärmeabsorbierenden Element gibt
dem Konstrukteur jedoch mehr Gestaltungsfreiheit und läßt eine einfachere Fertigung als bisher möglich zu.
Die Vorteile der Neuerung wirken sich vor allem dort aus, wo das Element mit dem anderen Anschlußteil mechnisch
fest verbunden oder einteilig mit diesem ausgeführt ist. Denn die feste Verbindung gewährleistet
von vorn herein eine abstandsgenaue Zuordnung. Darüber hinaus steht für die Wärmeableitung nicht nur das EIe-
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ment selbst, sondern zusätzlich auch die Wärmekapazität des Anschlußteils zur Verfügung.
Sehr wesentlich ist für die neuerungsgemäße Lösung, daß sie nicht nur für Kleinstsicherungen, sondern auch
für Röhrchensicherungen etc. verwendbar ist, nämlich überall dort, wo sich ein Schmelzleiter in einer druckdicht
abgeschlossenen Kammer zwischen zwei Anschlußteilen erstreckt. Der Abstand des Elementes von dem anderen
Anschlußteil muß in jedem Falle deutlich kleiner sein als die freie Länge des Schmelzleiters zwischen den
beiden Anschlußteilen. Andererseits darf der Abstand auch nicht zu klein gewählt werden, damit sich keine Materialbrücken
oder dgl. zwischen dem Element und dem anderen Anschlußteil bilden können.
Die gestalterische Freiheit des Konstrukteurs kommt beispielsweise dadurch zum Ausdruck, daß sowohl Axialais
auch Radialsicherungen neuerungsgemäß gestaltet
werden können.
Eine Weiterbildung der Neuerung besteht darin, daß die Anschlußteile als die Wandung oder den Boden der
Kammer der Sicherung durchsetzende Anschlußstifte ausgebildet
oder angeordnet sind und das Element eine insbesondere abgewinkelte oder haken- oder bogenförmige
Verlängerung des anderen Anschlußteils ist. Diese Bauart einer Kleinstsicherung mit den beiden Anschlüssen
auf einer Seite oder wahlweise auf beiden Seiten verdeutlicht die Vorteile der Neuerung insbesondere im
Hinblick auf die Fertigungsvorteile in besonderem Maße. Denn das wärmeabsorbierende Element besteht hier aus
einer bloßen Verlängerung des anderen Anschlußteils, wobei die Verlängerung so abgebogen oder abgewinkelt
ist, daß ihr freies Ende in dem jeweils erforderlichen
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Abstand dem einen der beiden Anschlußteile gegenüberliegt, von dem der Lichtbogenübergang ausgehen soll.
Die Metallmenge der Verlängerung ist wie bei den anderen Bauformen in Abhängigkeit von dem gewünschten Schaltvermögen
zu wählen, wobei zu berücksichtigen ist, daß das andere Anschlußteil selbst bereits eine Metallmenge
zur Wärmeabsorption beiträgt.
Eine besonders einfache Massenfertigung der Anschluß-IG teile mit daran ausgebildetem Element ergibt sich,
wenn die Anschlußteile fortlaufend aus einem Metallblechband in dichter Reihenfolge herstellbare Stanzteile
sind, auf denen ein entsprechend aufteilbarer Schmelzleiterdraht befestigt ist. 15
Eine bevorzugte Ausführungsform der Neuerung nach Art
einer Röhrchensicherung besteht darin, daß sich das Element als Steg etwa in Längsrichtung des Röhrchens
neben dem Schmelzleiter erstreckt und mit einer der Kappen fest und elektrisch leitend verbunden ist. Auch
in diesem Fall bildet sich bei Überschreitung einer gewissen Länge des Primärlichtbogens beim Abschalten der
Sicherung ein Sekundärlichtbogen zwischen dem freien Ende des Steges als Kontaktfläche und dem Lot bzw. dem
entsprechenden Anschlußteil des Schmelzleiters auf der gegenüberliegenden Kappenseite.
Ausführungsbeispiele der Neuerung werden nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung
zeigen:
Figur 1 eine Querschnittsansicht einer'Kleinstsicherung
in schematischer Darstellungsweise gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
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- 6 - 22.06.1990
Figur 2 eine schematische Ansicht von als Anschlußteile einer elektrischen Sicherung gefertigten Stanzteilen
an Metallblechbändern;
Figur 3 eine Querschnittsansicht einer Kleinstsicherung in schematischer Darstellungsweise gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel;
Figur 4 eine Querschnittsansicht einer Kleinstsicherung in schematischer Darstellungsweise gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel;
Figur 5 eine schematische Darstellung der Fertigung der Anschlußteile für die Sicherung gemäß Figur
3 in ähnlicher Weise wie Figur 2;
Figur 6 eine Querschnittsansicht einer Röhrchensicherung in vereinfachter Darstellungsweise;
Figur 7 eine Querschnittsansicht einer Kleinstsicherung in rein schematischer Darstellungsweise mit
einer verdoppelten Anordnung aus Anschlußteilen und wärmeabsorbierenden Elementen.
In Figur 1 ist eine Kleinstsicherung mit einer aus einem Boden 1 und einem Deckel 2 druckdicht hergestellten
Kammer K aus Isolierstoffmaterial gezeigt. Den Boden 1 durchsetzen zwei als Stifte gestaltete Anschlußteile
3, 4, zwischen denen ein Schmelzleiter 5 befestigt ist. Ein wärmeabsorbierendes Element 6 ist als hakenförmige
Verlängerung des in der Zeichnung rechten Anschlußteils 4 ausgebildet. Wenn beim Abschalten der
Sicherung der entstehende Lichtbogen eine gewisse Länge überschreitet, die länger ist als der Abstand zwischen
dem freien Ende des in der Zeichnung links gelegenen
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- 7 - 22.06.1990
Anschlußteils 3 und dem Ende des Elements 6, geht der Lichtbogen von dem Anschlußteil 3 in Form eines Sekundärlichtbogens
7 auf das Element 6 über, wo er infolge der Wärmeabsorption rasch erlischt. Das Element 6 ist
mit einer für das gewünschte Abschaltvermögen ausreichenden Metallmenge mit entsprechendem Wärmeaufnahmevermögen
auszustatten.
Figur 2 veranschaulicht, daß der gerade Anschlußteil 3 ebenso wie der andere Anschlußteil 4 mit dem als
hakenförmige Verlängerung ausgebildeten Element 6 aus einem Metallblechband 8 in dichter Folge sowie in entsprechender
Anordnung ausstanzbar ist. In paarweise einander gegenüberliegender und ineinandergreifender
Anordnung der Anschlußteile 3, 4 läßt sich ein Schmelzleiterdraht 5', wie dargestellt, gleichzeitig auf
einer Vielzahl von Anschlußteilen 3, 4 befestigen und anschließend entsprechend abteilen.
Eine einfache Maßnahme zur Vergrößerung der Wärmekapazität des Elementes 6 besteht beispielsweise in einer
entsprechenden Verbreiterung der hakenförmigen Verlängerung. Eine Verbreiterung auch der Anschlußteile 3,
4 ist zweckmäßig, um einfache Verbindungsverfahren im Schmelzleiteraufnahmebereich anwenden zu können,
und zwar ganz gleich, welche Ausführungsform der Neuerung
gewählt wird.
Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Figur 3, bei denen im. Hinblick auf Figur 1 gleiche Bezugszeichen gleiche
Teile bezeichnen, sind die beiden Anschlußteile 3, 4 an gegenüberliegenden Seiten der Kammer K herausgeführt
und befestigt, so daß entweder beide Anschlußteile 3, 4 hakenförmig mit Ausbildung eines wärmeabsorbierenden
Elementes 6 gestaltet sind oder mindestens das
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andere der beiden Anschlußteile 4 im Falle der Konstruktion nach Figur 4, die im übrigen derjenigen von Figur
3 entspricht. Die Lage des Sekundärlichtbogens ist in beiden Fällen mit 7 bezeichnet.
In Figur 5 ist ähnlich wie in Figur 2 die Herstellung der Anschlußteile 3, 4 für das Ausführungsbeispiel
gemäß Figur 3 in Form von Stanzteilen aus Metallblechbändern 8 gezeigt. Auch hier kann ein durchgehender
Schmelzleiterdraht 5' auf den entsprechend angeordneten Anschlußstiften 3, 4 gemeinsam befestigt werden.
Figur 6 verdeutlicht ein Anwendungsbeispiel der Neuerung auf dem Gebiet der Röhrchensicherungen. Ein Röhrchen
14 aus Isoliermaterial ist an beiden Enden mittels Metallkappen 12, 13 verschlossen. Zwischen beiden Enden
erstreckt sich der Schmelzleiter 5, der an den Enden jeweils mittels Lotperlen 15, 16 elektrisch leitend
mit den Kappen 12, 13 verbunden ist. Das wärmespeichernde
Element 6 ist hier ein Metallsteg 17, der sich von dem in der Zeichnung links gelegenen Anschlußteil neben
dem Schmelzleiter 5 im Abstand von diesem erstreckt und in bestimmtem Abstand vor der in der Zeichnung
rechts gelegenen Lotperle endet. Zwischen dem freien Ende des Metallsteges 17 und der Lotperle kann sich
der gewünschte Sekundärlichtbogen 7 ausbilden, wenn beim Abschalten der Röhrchensicherung der am Schmelzleiter
5 entstehende Lichtbogen eine gewisse Länge überschreitet.
Figur 7 soll lediglich veranschaulichen, daß durch Anordnung von zwei Elementen 6, jeweils mittels Bügeln
mit einem der Anschlußteile 3, 4 fest sowie elektrisch leitend verbunden sind, an jedem der beiden Anschlußteile
3» 4 ein Sekundärlichtbogen 7 erzeugbar ist.
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Hierfür sind die Arme 9 - von oben gesehen - in jeweils einer der beide Hälften der zylindrischen Kammer K
geführt, damit sie sich nicht berühren sondern räumlich gegeneinander versetzt sind.
Auch wenn in den insgesamt vier Ausführungsbeispielen von elektrischen Sicherungen mit einer Kammer K stets
eine aus einem Sockel 1 und einem Deckel 2 bestehende Kammer K gezeigt und beschrieben ist, wird darauf hingewiesen,
daß die Anschlußteile 3, 4 mit dem Schmelzleiter 5 und dem Element 6 in jeder beliebigen anderen geeigneten
Weise mit einer Umhüllung oder Kammer versehen werden können, vorzugsweise mit zwei Halbschalen, die
die abstandsgenau gefertigte Anordnung aus Anschlußteilen 3,4, Schmelzleiter 5 und Element 6 zwischen sich aufnehmen.
Ebenso können die Anschlußteile 3, 4 auch auf gesonderten Transportstreifen angebracht sein, statt,
wie In Figur 2 und 5 dargestellt, mit den Metallblechbändern a geführt zu werden, aus denen sie herausgestanzt
wurden. Diese und andere Maßnahmen liegen jedoch im. Ermessen des Ingenieurs, der mit der speziellen
Aufgabe der Konstruktion und Fertigung beauftragt ist.
Claims (5)
1. Elektrische Sicherung mit einem bei Überlast schmelzenden.
Schmelzleiter, der sich in einer druckdicht abgeschlossenen, gasgefüllten oder luftleeren Kammer
zwischen zwei Anschlußteilen erstreckt, wobei in der Umgebung des Schmelzleiters ein elektrisch
leitendes und wärmeabsorbierendes Element einem der beiden Anschlußteile derart im Abstand gegenüberliegt,
daß ein beim Abschalten der Sicherung am Schmelzleiter entstehender Lichtbogen auf das
Element übergeht und verlöscht, dadurch g ekennzeichnet, daß das Element (6) mit
dem anderen Anschlußteil (4), dem es nicht für den Lichtbogenübergang zugeordnet ist, elektrisch
leitend verbunden ist.
2. Elektrische Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (6)
mit dem anderen Anschlußteil (4) mechanisch fest verbunden oder einteilig mit diesem ausgeführt
ist.
3. Elektrische Sicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußteile
(3, 4) als die Wandung (2) oder den Boden (1) der Kammer K durchsetzende Anschlußstifte ausgebildet
und angeordnet sind und das Element (6) eine insbesondere abgewinkelte oder haken- oder bogenförmige
Verlängerung des anderen Anschlußteils (4) ist.
4. Elektrische Sicherung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußteile
(3, 4) fortlaufend in dichter Reihenfolge und in
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entsprechender Ausrichtung herstellbare Stanzteile aus Metallblechband (8) sind, auf denen ein entsprechend
abteilbarer Schmelzleiterdraht 5' befestigt ist.
5. Elektrische Sicherung nach Anspruch 1 oder 2, nach Art einer Röhrchensicherung, dadurch gekennzeichnet,
daß sich das Element (6) als Metallsteg (17) etwa in Längsrichtung des Röhrchens (14)
neben dem Schmelzleiter (5) erstreckt und mit einer der Kappen bzw. Lotperlen (15, 16) fest und elektrisch
leitend verbunden ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9007239U DE9007239U1 (de) | 1990-06-30 | 1990-06-30 | Elektrische Sicherung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9007239U DE9007239U1 (de) | 1990-06-30 | 1990-06-30 | Elektrische Sicherung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE9007239U1 true DE9007239U1 (de) | 1991-10-31 |
Family
ID=6855026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE9007239U Expired - Lifetime DE9007239U1 (de) | 1990-06-30 | 1990-06-30 | Elektrische Sicherung |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE9007239U1 (de) |
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