DE948265C - Schmelzleiter mit Auftragsmasse fuer elektrische Sicherungen - Google Patents

Description

• Schmelzleiter mit Auftragsmasse für elektrische Sicherungen Die Erfindung bezieht sich auf Schmelzleiter mit Auftragsmasse für elektrische Sicherungen mit flinker oder überstromträger Strornzeitkennlinie.
• Bisher hat man beim Bau überstromträger Sicherungen als Mittel zur Herabsetzung des Grenzstromes auf den Schmelzleitern Stoffe auf-, gebracht, die aus niedrigsclimelzenden Metallen' bestanden und die es gestatteten, den über den erforderlichen Querschnitt bemessenen Schmelzleiter nicht erst bei Erreichen seines Schmelzpunktes zum Abschmelzen zu bringen, sondern bereits bei Temperaturen, die weit unter dessen Schmelzpunkt liegen. . Solche Schmelzleiter mit Aufträgen neigen jedoch zu Alterungserscheinungen. Diese Erscheinungen erlauben deshalb nicht, die Sicherungen längere Zeit über den Nennstrom hinaus bis zu ihrem Minimalprüfstrom dauernd zu belasten. Bei Überbelastungen, wie sie z. B. beim Anlaufen von KurzschluBläufermotoren entstehen, legiert sich nämlich das obenerwähnte Metall des Auftrages zur Herabsetzung des Grenzstromes vorzeitig mit dem Schmelzleiter. Die Sicherung ändert dadurch ihren Widerstandswert und damit auch ihre Charakteristik. Es kann daher vorkommen, daB solche vorbelasteten Sicherungen infolge vorzeitiger Änderung ihrer Widerstandswerte bereits bei einer Nennstrombelastung durchschmelzen. Die bisher angewendeten Mittel zur Herabsetzung des Grenzstromes, insbesondere Zinn-Blei-Legierungen, verflüssigen sich z. B. bereits bei Temperaturen zwischen i80 und 25o0. C, also schon bei Temperaturen, die auftreten, wenn der Schmelzleiter mit seinem vorschriftsmäßigen Nennstrom oder Minimalprüfsrom belastet ist. Bei diesen Belastungen diffundieren die Legierungsmittel bereits allmählich in das Silber des Schmelzleiters und ändern durch Bildung-von Legierungen ihren ursprünglichen Widerstandswert; bei längerer Dauer solcher Belastungen, Temperaturen über 270'C, kommt-es verhältnismäßig schnell zu voranschreitenden Legierungsbildungen und damit zu erheblichen Alterungserscheinungen.
• Es sind schon verschiedene Vorschläge bekanntgeworden, um diese Mängel zu beseitigen. Beispielsweise hat man auf überbemesssenen Schmelzleitern nichtmetallische Reaktionsstoffe, wie Salz oder Salzgemisch, angebracht, die bei bestimmten Temperaturen neue Verbindungen bilden, welche den Schmelzleiter chemisch angreifen und zur Abschaltung bringen. Es wurde auch vorgeschlagen, zwischen einem Legierungsmittel und dem Schmelzleiter besondere Isolierschichten zu legen, die dem aufgebrachten Legierungsmittel erst bei ganz bestimmten Temperaturen eine Berührung mit dem Schmelzleiter ermöglichen, so daß das frühzeitig flüssig gewordene Lot bei unerwünschten Temperaturen von dem Schmelzleiter ferngehalten wird. -Ferner verwendete man Wirkstoffe, z. B. Tellur, Telluride u. dgl., die erst oberhalb ihres Schmelzpunktes den Schmelzleiter chemisch zersetzen.
• - Diese bekannten Mittel sind jedoch in der Anwendung umständlich und auch kostspielig in der Herstellung..Außerdem sind sie fast ausnahmslos nur bei Silberschmelzleitern verwendbar und sind schließlich in ihrer Wirkung nicht immer einwandfrei.
• Mari hat demnach vor der vorliegenden Erfindung bereits erkannt, daß sich zwischen dem Grundmetall des Schmelzleiters und dem Überzug eine leicht schmelzende Legierung bildet, die bei der Benutzung der Sicherung allmählich fortschreitet, wodurch sich im Laufe der Zeit die Abschmelzcharakteristik ändert. - Man hat zwar zur Behebung dieses Nachteiles versucht, den beschriebenen Vorgang bewußt zu erzeugen, nämlich durch eine bestimmte Vorbehandlung bereits eine: Legierung zwischen dem Überzug und dem Grundmetall des Schmelzleiters zu bilden, so däß dann die- fertige Sicherungspatrone nach der Vorbehandlung einen Schmelzleiter enthält, der zwischen dem Schmelzleitermetall und dem noch nicht legierten Überzugsrnetall eine Legierung aufweist. Diese vor Inbenutzungnahme der Sicherung absichtlich herbeigeführte Legierungsbildung hält jedoch den bis zur Vernichtung des Schmelzleiters führenden Legierungsprozeß nicht. endgültig auf, denn die bei der Vorbehandlung, nämlich bei dem Glühprozeß außen befindlichen; Zinnpartikelchen,, die noch keine Legierung mit dem Silber eingegangen sind, haben nach wie vor den dem Zinn eigenen Schmelzpunkt von z32' C und werden daher im Gebrauchsbereich der Sicherung weich und arbeiten weiter bei einer stetig fortschreitenden Alterung. Gerade die Vermeidung solcher Alterungserscheinungen ist die Aufgabe der Erfindung.
• Die bei der Erfindung zur Anwendung kommenden Metalle besitzen zwar für sich genommen eigene Schmelzpunkte, die teils unterhalb und teils oberhalb. der Temperatur des Schmelzleiters liegen, die dem Abschmelzstrom entspricht, wobei aber die durch die Metalle gebildete Legierung einen Schmelzpunkt. besitzt, der nicht unterhalb der Temperatur des Schmelzleiters liegt, die dem Abschmelzstrom entspricht. Es kann sich also hierbei bis zu dieser Abschmelztemperatur keine Legierung zwischen dem Schmelzleitermetall und der Legierung der Auftragsrnässe bilden, so daß eine Alterungserscheinung völlig ausgeschlossen ist. Der Schmelzpunkt der aufgetragenen Legierung kann nur bei Belastung mit dem Abschmelzstrom erreicht werden, und bei allen darunterliegenden Temperaturen tritt weder eine Erweichung der Auftragsmasse bzw. Legierung noch eine Legierungsbildung dieser mit dem Metall des Schmelzleiters ein.
• Die Schmelzeinsätze gemäß der Erfindung arbeiten überaus wirtschaftlich, da sie dauernd die höchstzulässige Belastbarkeit des zu sichernden Kabels zulassen. Man erspart dadurch bei Sicherungen, mit Kupferschmelzleitern beispielsweise Kupfer, da die Querschnitte geringer sein können. Außerdem kann man in den Schmelzleitern genau dimensionierte Querschnittsschwächungen, z. B. Lochungen oder Aussparungen, vorsehen, die diesen Sicherungen eine flinke Abschaltcharakteristik verleihen. Derartige flinke Sicherung sind dann genauso betriebskalt wie überstromträge Sicherungen und lassen eine Dauerbelastung mit Minimalprüfstrom zu. Dadurch sind auch. sogenännte flinke Sicherungen ebenso wirtschaftlich bezüglich der angeschlossenen Kabel, wie es bisher nur mit trägen Sicherungen möglich war.
• Die Erfindung selbst sieht die Anwendung solcher Legierungen vor, die in Temperaturbereichen von etwa unter 4000 C weder mit dem Schmelzleitermaterial eine Legierung bilden noch in das Schmelzleitermaterial diffundieren. Erst dann, wenn die vorgeschriebene Temperatur des Abschmelzstromes erreicht ist, legiert sich der Schmelzleiter mit dem Legierungsmittel und schaltet hierdurch ab. Hierzu eignen sich nur solche Metalle oder Metallkompositionen, die bei erreichtem Schmelzpunkt Legierungen mit dem Metall des Schmelzleiters, z. B: mit Kupfer oder Silber, bilden.
• Man kann beispielsweise geeignete Legierungsmittel erhalten, indem man Metalle verhältnismäßig niedrigen Schmelzpunktes, wie Kadmium, mit weiteren Metallen von höherem Schmelzpunkt, wie z. B. Silber, legiert. Man erhält hierdurch eine für den jeweils beabsichtigten Zweck geeignete Legierung als Legierungsmittel. Nur als Beispiel sei genannt eine Legierung von 9o °/o Kadmium und ioo/o Silber. Diese hat einen Schmelzpunkt von 400'C und ist somit für die erfindungsgemäßen Zwecke gut geeignet.
• Da solche Legierungsmittel sich oft nicht mit einfachen Mitteln auf den Schmelzleiter auflöten lassen, werden sie zweckmäßig in an sich bekannter Weise in Form einer Nietplombe mit dem Schmelzleiter verschweißt oder vernietet. Diese Aufbringungsart ist nicht nur zuverlässig, sondern auch weniger kostspielig.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Fig. i zeigt einen Sicherungskörper i mit einem Schmelzleiter 2, der in der Mitte eine solche Plombe 3 aufweist. Die Querschnittsverringerungen 4 in Form von Lochungen sind zu beiden Seiten der Plombe 3 angeordnet (vgl. Fig.2), um der Sicherung die notwendige Kurzschlußfestigkeit zu geben.
• Wie erwähnt, ist die Verwendung der Legierungsmittel nicht nur bei Silberschmelzleitern, sondern auch bei anderen Metallen, wie z. B. Kupfer, möglich. Zur Befestigung der Auftragsmasse und Legierungsmittel kann man auch den Schmelzleiter in der Mitte teilen und mittels der Auftragsmasse in Form von Plomben als Zwischenglied wieder zusammennieten. Auch das Auflöten der Legierungsmittel auf den Schmelzleiter sowie andere geeignete Befestigungsmethoden sind natürlich anwendbar.

Claims (7)

1. FATENTANSPRÜJCHE: i. Schmelzleiter mit Auftragsmasse für Sicherungen mit flinker oder überstromträger Stromzeitkennlinie, dadurch gekennzeichnet, daß die vor der Anbringung auf dem Schmelzleiter fertiggestellte Auftragsmasse eine Legierung ist, die aus zwei oder mehreren Metallen zusammengesetzt ist, wobei die Schmelzpunkte der einzelnen Metalle teils ober- und teils unterhalb der Temperatur liegen, die der Abschmelzstrom in dem mit der Auftragsmasse versehenen Schmelzleiter erzeugt, während der Schmelzpunkt der durch die Metalle gebildeten Legierung nicht unterhalb der Temperatur des Schmelzleiters liegt, die dem Abschmelzstrom entspricht.
2. 2. Schmelzleiter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgetragene Legierungsmasse aus einem Metall niedrigen Schmelzpunktes (z. B. Blei, Zinn, Wismut, Kadmium u. dgl.) und einem Metall höheren Schmelzpunktes (z. B. Silber) zusammengesetzt ist.
3. 3. Schmelzleiter nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragsmasse in Form einer Plombe ausgebildet ist, welche durch Schweißen, Nieten oder sonstige Befestigung auf dem Schmelzleiter in an sich bekannter Weise angebracht ist.
4. 4. Schmelzleiter nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragsmasse auf dem Schmelzleiter in an sich bekannter Weise aufgelötet ist.
5. 5. Schmelzleiter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzleiter in an sich bekannter Weise.in der Mitte geteilt und durch die Auftragsmasse wieder zusammengefügt ist.
6. 6. Schmelzleiter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzleiter an -sich bekannte Ouerschnittsverminderungen zur Sicherstellung der Kurzschlußfestigkeit besitzt.
7. 7. Schmelzleiter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzleiter an sich bekannte Querschnittsverminderungen zur Sicherstellung einer flinken. Charakteristik besitzt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 624 633, 643 462, 357 295, 501 018, 470 218.