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Überstromträge Schmelzsicherung Die Erfindung bezieht sich auf eine
überstromträge Schmelzsicherung, bei der die Herabsetzung der Belastbarkeit durch
die Bildung einer Legierung erzielt wird.
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Es sind bereits verschiedene Arten solcher Sicherungen bekannt. So
sind Sicherungen bekanntgeworden, bei denen, .der Schmelzleiter entweder mit einem
Lotauftrag versehen oder getrennt und wieder zusammengelötet wurde. Diese Sicherungen
weisen die Eigentümlichkeit auf, daß sie einer Alterung unterworfen sind. Wird der
Schmelzleiter durch überlastung nur vorübergehend auf die Ansprechtemperatur gebracht,
dann entsteht eine den Schmelzpunkt an der Lotstelle herabsetzende Legierungsbildung,
die zur Wirkung hat, daß der Abschmelzvorgang bei einer der Wiederabkühlung folgenden
überlastung verfrüht stattfindet, d. h. durch diese Alterung ist die Grenzstromstärke
der Sicherung herabgesetzt worden.
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Bei einer anderen Art von Sicherungen, deren Trägheit durch besondere
Ausbildung der Schmelzleiter erreicht wird, sind an den Schmelzleitern leicht schmelzende
Metallmassen vorgesehen, die den Zweck haben, die Ansprecheigenschaft der Sicherung
zu beeinflussen. Eine weitere Art von Sicherungen benutzt einen Leiter leicht schmelzenden
Werkstoffes, der um einen Leiter eines schwerer schmelzenden Werkstoffes gewickelt
ist. Eine wirkungsvolle Legierungsbildung zwischen den verschiedenen Metallen kann
hierbei nicht stattfinden, da dieser die Oxydschichten der Metalle hindernd entgegenstehen.
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Der Erfindung liegt die Schaffung einer überstromträgen Sicherung
unter Ausnutzung der Legierungsbildung
zugrunde, bei der die Legierungsbildung
erst kurz vor der eigentlichen Absclunelzung stattfindet. Gemäß der Erfindung wird
dies dadurch erreicht, daß in unmittelbarer Nähe des gegenüber dem einer flinken
Sicherung derselben Grenzstromstärke im Querschnitt erhöhten Schmelzleiters ein
Lvtmetall zusammen mit einem Löt- oder Flußmittel vorgesehen sind. Vorteilhaft umschließt
hierbei das Lotmetall das Löt- oder Flußmittel hermetisch.
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Durch eine solche getrennte Anordnung des Lotmetalls gegenüber dem
Schmelzleitermetall wird erreicht, daß die Legierungsbildung bei einer Temperatur
des Schmelzleiters stattfindet, bei der diese in kürzester Zeit vollzogen wird.
Durch geeignete Bemessung des Abstandes zwischen dem Lot-- und dem Schmelzleitermetall,
gegebenenfalls unter Anwendung eines Wärmegefälles zwischen beiden Metallen, ist
es möglich, den für die Schmelzung des Lotmetalls vorteilhaftesten Temperaturwert
zu erzielen. Das Löt- bzw. Flußmittel hat dabei vornehmlich die Aufgäbe, die Legierungsbildung
zu fördern.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
und den Ansprüchen: Die Erfindung, die sowohl für geschlossene als auch für offene
Sicherungen anwendbar ist, ist in den Fig. i bis 5 beispielsweise dargestellt.
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Fig. i zeigt zwei Ansichten eines Schmelzleiters i, um den vorteilhaft
in der Mitte ein Lotdräht a mit einer oder mehr Windungen gewickelt ist, der innen
mit einem Löt- oder Flußmittel versehen und an den Enden geschlossen ist. Als Löt-
und Flußmittel kann z: B. Kolophonium, vorteilhaft mit einer organischen Säure,
wie z. B. Salyzilsäure, Harnstoff -säure, einer Fettsäure aus der Glyzerinreihe
od. dgl-, Anwendung finden.
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Hat der Schmelzleiter bei einer Überlastung der Sicherung eine Temperatur
erreicht, bei der das Lotmetall in den Schmelzzustand übergeführt wird, dann hat
das vom Lotmetall umschlossene Löt- oder Flußmittel infolge der erhöhten Temperatur
eine Druckerhöhung erfahren, wodurch das nach und nach erweichende und den Fließpunkt
erreichende Lotmetall schließlich gesprengt und mindestens ein.. Teil davon mit
einem Teil des Löt- oder Flußmittels gegen den Schmelzleiter i geschleudert wird.
Am Schmelzleiter kann jetzt die Legierungsbildung zur Herabsetzung der Belastbarkeit
unmittelbar stattfinden. Eine frühzeitige Legierungsbildung der sich berührenden
Metalle wird durch die natürliche Oxydschicht dieser Metalle wirksam verhindert.
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Gemäß Fig. z wird das ein Löt- oder Flußmittel umschließende Lotmetall
dadurch gehalten, daß der Schmelzleiter 3 mit einer oder mehr Windungen 4 um das
Lotmeta115 herumgeführt ist. Das Verhalten dieser Anordnung ist im wesentlichen
dasselbe wie das der Anordnung von Fig. i.
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Je nach der Zahl der Windungen 4 und der Masse des Lotmetalls 5 ist
es möglich, daß an dieser Stelle eine stärkere Beheizung oder daß eine stärkere
Abkühlung stattfindet bzw. daß die durch die Windung oder Windungen 4 bewirkte Beheizung
durch die Wärmeaufnahme und Wiederabstrahlung 1
durch das Lotmetall 5 aufgehoben
wird. Eine stärkere Beheizung findet statt, wenn die Zahl der Windungen ¢ groß ist
gegenüber der Masse des Lotmeta.lls 5. Umgekehrt wird die Beheizung durch die Anwendung
eines Lotmetalls 5 großer Masse herabgesetzt bzw. unwirksam gemacht oder gär aufgehoben.
Durch geeignete Ausnutzung dieser Maßnahmen lassen sich Sicherungen verschiedener
Trägheitsgrade erzielen.
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Bei der Anwendung von bandförmigen Schmelzleitern kann das Lotmetall
5, wie Fig.3 zeigt, am Schmelzleiter 6 durch Anquetsch .en von Randteilen ; des
letzteren an das Lotmetall 5 festgehalten werden.
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Um einen größeren Unterschied zwischen der Temperatur des Schmelzleiters
und dem Lotmetall zu erzielen, kann zwischen diesen eine wärmeisolierende Abstandsschicht
oder Zwischenlage zur Erzielung eines. bestimmten Wärmegefälles vorgesehen werden.
Eine solche besteht z. B., wie Fig. 4 zeigt, aus einer vorteilhaft mit Durchbrechungen
8 versehenen Umhüllung i o des ein Löt- oder Flußmittel9 umschließenden Lotmetalls
5. Die Umhüllung kann aus Asbest, Glimmer, einem Kunstharz od. dgl. bestehen. Vorteilhaft
wird als Abstandsschicht eine den Lichtbogen unterdrückende Schicht angewendet,
z. B. ein Harnstoffharz, Melamin od. dgl.
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Bei Anwendung einer mit Durchbrechungen versehenen Abstandsschicht
wird das entsprechend erhitzte Lotmetall und das Löt- und Flußmittel beim Ansprechen
der Sicherung durch die Durchbrechungen dieser Schicht gegen das Schmelzleitermetall
geschleudert. Benutzt man ein Kunstharz als Abstandsschicht, dann wird dieses vorteilhaft
durch Tauchen, Aufspritzen od. dgl, aufgebracht. Bei entsprechender Erhitzung des
Lotmetalls wird dieses durch das Löt- und Flußmittel erhöhten Druckes zersprengt
und gegen den Schmelzleiter geschleudert, wobei die Kunstharzschicht mit zersprengt
wird.
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Da- bei Überlastung die Unterbrechung an der Stelle der Legierungsbildung
stattfindet, wird der dabei entstehende Lichtbogen bei Anwendung eines Harnstoffharzes,
Melamin od. dgl. wirksam unterdrückt, wodurch die Abschaltfähigkeit eine Steigerung
erfährt. Aber auch wenn bei starken kurzschlußähnlichen Überlastungen die Unterbrechung
an einer anderen Stelle als an der des Lotmetalls stattfindet, wird die Abschaltfähigkeit
dadurch gesteigert, daß der den Lichtbogen unterdrückende Stoff zur Wirkung kommt,
wenn der Schmelzleiter bei der Schaltung einer hohen Leistung der Länge nach zerstört
wird. -An Stelle der Anwendung eines am Schmelzleiter angeordneten Lotmetalls kann
dieses auch, wie Fig. 5 zeigt, einen besonderen Schmelzleiter i i darstellen, der
in der Nähe eines Schmelzleiters 12! aus einem Metall mit höherem Schmelzpunkt angeordnet
und vorteilhaft mit diesem verdrillt und zu diesem parallel geschaltet ist. Es kann
auch hierbei, wie vorstehend angeführt, und mit derselben Wirkung zwischen dem Schmelzleiter
i z und dem Lötmetalleiter i i mit einer Lötmittel- öder
Flußmitteleinlage
13 eine mit Durchbrechungen versehene Abstandsschicht vorgesehen werden oder auf
den Leiter i i eine isolierende und gegebenenfalls den Lichtbogen unterdrückende
Schicht aufgebracht sein.
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Wird eine solche Schmelzleiteranordnung überlastet, dann wird ebenfalls
ein Teil des Lotmetalis und des Löt- und Flußmittels gegen den Schmelzleiter höheren
Schmelzpunktes geschleudert, so daß unverzüglich die Legierungsbildung und die Herabsetzung
der Belastbarkeit stattfindet. Die Herabsetzung der Belastbarkeit wird bei dieser
Anordnung ferner noch dadurch vergrößert, daß mit der Zerstörung des das Lotmetall
darstellenden Leiters i i der Schmelzleiter 12 den Stromanteil des Lotmetalleiters
i i mit übernehmen muß, wodurch die Legierungsbildung bei erhöhter Strombelastung,
d. h. bei noch erhöhter Wärmezufuhr stattfindet und entsprechend beschleunigt wird.
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Zur Erzielung bestimmter Abschalteigenschaften kann die Zahl der Schmelzleiter
12 und der Lotmetalleiter i i verschieden sein. Als Lotmetall wird man vorteilhaft
Zinn und Legierungen mit vorwiegendem Zinngehalt anwenden. Es können aber auch andere
Lotmetalle, wie z. B. Blei und Zink und Legierungen dieser Metalle, benutzt werden.
Auch ist es nicht unbedingt erforderlich, daß das Löt- oder Flußmittel vom Lotmetall
umschlossen ist, vielmehr kann das Löt- der Flußmittel auch frei zwischen dem Schmelzleiter
und dem Lotmetall angeordnet sein.