DE2901423C2 - Schmelzsicherung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmelzsicherung, insbesondere eine Gerätesicherung, rüt einem aus einer Drahtwicklung bestehenden Schmelzleiter, der im wesentlichen aus Zink besteht und auf einen im wesentlichen geraden Trägerkörper aufgewickelt ist.

Insbesondere für hohe Nennbelastungen werden Schmelzsicherungen mit Zinkleitern bevorzugt, wenn eine träge Charakteristik vorherrschen soll. Im Vergleich zu Kupfer weist Zink bei einem Schmelzleiter gleichen Durchmessers eine siebenfach größere Trägheit auf. Allerdings ist Zink wegen seiner hohen Korrosionsanfälligkeit auf Schmelzleiter größerer Durchmesser beschränkt, bei denen eine korrodierende Oberfläche eher in Kauf genommen werden kann als bei dünndrähtigen Schmelzleitern, wie sie beispielsweise für Gerätesicherungen erforderlich sind (CH-PS 5 53 478).

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, einen an sich bekannten Zinkschmelzleiter korrosionsfest zu machen, so daß er auch für Gerätesicherungen geeignet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Drahtwicklung aus einer Zinklegierung besteht, die 0,005 bis 2 Gew.-% Mangan enthält. Ein Legierungszusatz von 0,03 Gew.-% Mangen hat sich als besonders geeignet erwiesen, wie Langzeitversuche bei erhöhter Umgebungstemperatur (40°C) und hoher Luftfeuchtigkeit (90%) ergaben.

Die Erfindung ermöglicht die Herstellung von Schmelzleitern, die drei wesentliche, in dieser Kombination bisher nicht erreichbare Eigenschaften in sich vereinigen. Die Zink-Mangan-Legierung verleiht dem Schmelzleiter eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit, so daß auch Schmelzleiter geringer Querschnitte aus Zinkdraht, gegebenenfalls mit weiteren Legierungszusätzen, verwendet werden können. Zwar ist grundsätzlich die korrosionshindernde Wirkung von Mangan als Legierungsmittel bekannt (DE-AS 23 40 070), jedoch in Verbindung mit anderen Grundwerkstoffen, die die bevorzugte träge Charakteristik von Zink nicht herbeizuführen vermögen.

Der erfindungsgemäße Legierungsvorschlag ermöglicht überhaupt erst die Verarbeitung von Zink zu dünndrähtigen Schmelzleitern mit homogenem, durchmesserkonstantem Querschnitt, etwa in einer Größenordnung von 0,05 nun Durchmesser. Die an sich

in bekannte Eignung von Zink als Werkstoff für Schmelzleiter mit einer trägen Charakteristik zeigt auch die erfindungsgemäße Zinklegierung ohne jede Einschränkung auf, so daß in dieser Hinsicht keine Einbußen hinzunehmen sind.

Die Erfindung wirkt sich auch auf die mögliche Wahl des Werkstoffs des Trägerkörpers, auf den der dünne Schmelzdraht aufgewickelt ist, vorteilhaft aus. Glasfasermaterial läßt sich als Material für den Trägerkörper besser verarbeiten als ein keramischer Werkstoff, der den Vorteil einer leichteren Beeinflussung der Strom-Zeit-Charakteristik der Schmelzsicherung hat Der geringere Spielraum bei der Beeinflussung der Wärmeleitfähigkeit im Falle der Verwendung von Glasfasern als Herstellungsmaterial für den Trägerkörper kann bei dem erfindungsgemäßen Schmelzleiter jedoch in Kauf genommen werden, da die gewünschte träge Strom-Zeit-€harakteristik in diesem Fall im wesentlichen aufgrund der Form und der Bemessung der Schmelzleiterwicklung aus der Zinklegierung

JD auslegbar ist.

Es ist bekannt, mit Hilfe der Bewicklung ebenfalls die Charakteristik einer Schmelzsicherung zu beeinflussen, beispielsweise aus der US-PS 38 45 439, die inhaltlich in etwa der DE-AS 21 45 462 entspricht sowie aus der DE-OS 26 19 329. Diese Gestaltungsmöglichkeiten sind auch mit Hilfe der dünndrähtigen Zinnlegierung gemäß der Erfindung vorhanden. Wenn z. B. angestrebt wird, daß die Erwärmung des Schmelzleiters im mittleren Bereich größer ist als an seine·*· Enden, und wenn

jo darüber hinaus eine möglichst einfache Fertigung gewünscht ist, wird das Bewickhingsmuster symmetrisch zur Mitte des Trägerkörpers sowie über dessen Länge konstant gehalten. Um eine gleiche Wirkung im Hinblick auf Konzentration und Abfuhr von Wärme zu beiden Enden der Bewicklung hin zu erzielen, variiert die Steigung der Bewicklung zur Mitte des Trägerkörpers hin vorzugsweise stetig und ist insbesondere in der Mitte des Trägerkörpers am geringsten. Dadurch wird eine Wärmekonzentration in der Mitte der Bewicklung erzielt, die zu einem besonders trägen Schmelzleiter führt. Im Hochspannungsbereich kann es auch vorteilhaft sein, daß die Steigung unstetig variiert, jedoch abschnittweise konstant ist, um die wegen der in Reihe auftretenden Lichtbogen gewünschten Löscheigenschäften zu verbessern. Auch diese Art der Bewicklung ist von der resultierenden Tendenz her im Prinzip aus den genannten Druckschriften bekannt, jedoch nicht in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Zinklegierung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachste-

M) hend mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Schmelzsicherung;
Fig.2 eine Diagrammdarstellung einer Zeit/Strom-Charakteristik.

b5 Bei der dargestellten Schmelzsicherung bestehen d^;e Kappen 2 aus vernickeltem Messing, das Lot 1 aus üblichem Lötzinn und der Isolierkörper 3 aus Glas. Der aus Glasfasermaterial bestehende Trägerkörper 4, der

eine Länge von ca. 20 mm und eine Dicke von ca. 0,2—0,5 mm aufweist, ist mit einem Schmelzleiter 5 in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise bewickelt, der aus einer Zinklegierung (0,03 Gew.-% Mangan, Rest Zink und übliche Verunreinigungen) besteht und bei 5 einer Dicke von 0,05 mm je nach Steigung der Bewicklung die zwei- bis dreifache Länge des Trägerkörpers 4 aufweist. Diese träge Schmelzsicherung ist für einen Nennstrom von ca. 100 mA bestimmt.

Im Diagramm von Fig.2 zeigt die Kurve I die κι Zeit/Strom-Charakteristik einer trägen Schmelzsicherung etwa gemäß vorstehend beschriebenem Beispiel und die Kurve Il im Vergleich hierzu die Zeit/Strom-Charakteristik einer üblichen tragen Schmelzsicherung mit Zinnkugel. Bei dieser Schmelzsicherung ist in der Mitte eines die beiden Kappen durchgehend verbindenden Schmelzdrahtes eine Zinnperle aufgebracht

Der Verlauf der Kurven I und II verdeutlicht, daß die Trägheit der Schmelzsicherung mit einem Schmelzleiter aus einer Zink-Manganlegierung wesentlich größer, im Bereich einer höheren Strombelastung sogar mehr als lOmalsogroßist.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (6)

29 Ol 423 Patentansprüche:

1. Schmelzsicherung, insbesondere Gerätesicherung, mit einem aus einer Drahtwicklung bestehenden Schmelzleiter, der im wesentlichen aus Zink besteht und auf einen im wesentlichen geraden Trägerkörper aufgewickelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtwicklung (5) aus einer Zinklegierung besteht, die 0,005 bis 2 Gew.-% Mangan enthält

Z Schmelzsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinklegierung 0.03 Gew.-°/o Mangan enthält

3. Schmelzsicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtwicklung (5) mit einer Steigung symmetrisch zur Mitte des Trägerkörpers (4) ausgebildet ist

4. Schmelzsicherung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Drahtwiek'-iing (5) über der Länge des Trägerkörpers (4) konstant ist

5. Schmelzsicherung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung zur Mitte des Trägerkörpers (4) hin vorzugsweise stetig variiert und insbesondere in der Mitte des Trägerkörpers (4) am geringsten ist

6. Schmelzsicherung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung unstetig variiert, aber abschnittsweise konstant ist.