[0001] Die Erfindung betrifft eine Sicherung, bevorzugt Niederspannungssicherung, vorzugsweise
vorgesehen zur Verwendung für einen Bemessungsspannungsbereich von größer oder gleich
900 V und/oder für einen Bemessungsstromstärkenbereich von größer oder gleich 250
A, insbesondere für den Einsatz in Gleichspannungskreisen, mit einem Isolierkörper
und mit wenigstens einem streifenförmigen Schmelzleiter, wobei der Isolierkörper einen
Aufnahmebereich zur Aufnahme des Schmelzleiters aufweist.
[0002] Eine Sicherung der vorgenannten Art ist bereits aus der
DE 10 2014 212 068 A1 bekannt. Die bekannte Sicherung weist einen außen quadratischen und innen runden
Isolierkörper auf. Im Aufnahmebereich sind eine Mehrzahl von Schmelzleitern vorgesehen,
die unterschiedliche Anordnungen haben können. Nachteilig bei der bekannten Sicherung
ist es, dass es bei Überlast und im Kurzschlussfall zu Beschädigungen des Isolierkörpers
verbunden mit dem Austritt von heißem Sand aus dem Isolierkörper oder sogar zu Lichtbogenaustritten
kommen kann. Die vorstehende Problematik ergibt sich insbesondere bei Sicherungen
für einen hohen Bemessungsspannungsbereich und/oder einen hohen Bemessungsstromstärkenbereich.
[0003] Aus der
DE 10 2012 210 292 A1 ist eine Schmelzsicherungsanordnung bekannt, bei der der Aufnahmebereich des Isolierkörpers
zumindest im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet ist. Jedoch sind die einzelnen
Schmelzleitereinheiten in einer runden Ausnehmung des Isolierkörpers angeordnet. Die
Schmelzleiter selbst sind flächig zur Ausnehmung beabstandet angeordnet.
[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sicherung der eingangs genannten
Art zur Verfügung zu stellen, die insbesondere auch bei Verwendung für einen hohen
Bemessungsspannungsbereich und/oder einen hohen Bemessungsstromstärkebereich möglichst
kleinbauend ist, wobei gleichzeitig gewährleistet sein soll, dass es bei Überlast
und insbesondere im Kurzschlussfall möglichst nicht zu Beschädigungen des Isolierkörpers,
insbesondere verbunden mit dem Austritt von heißem Sand oder sogar zu einem Lichtbogenaustritt
kommt.
[0005] Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Sicherung mit den Merkmalen
des Gegenstands des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand
der Unteransprüche.
[0006] Der Erfindung sind verschiedene Untersuchungen von Sicherungen, insbesondere wie
sie aus der
DE 10 2014 212 068 A1 bekannt sind, vorausgegangen. Bei einer derartigen bekannten Sicherung schmilzt bei
einer Belastung oberhalb eines vorgegebenen Zeit-/Strombereichs wenigstens ein im
Inneren der Sicherung angeordneter Schmelzleiter, um letztlich den Stromkreis zu trennen.
An der Trennstelle entsteht üblicherweise ein Schaltlichtbogen, dessen Ausdehnung
und Beständigkeit von den Eigenschaften des Stromkreises in Bezug auf die Spannung,
die Stromstärke, die Zeitkonstante des Fehlerstromkreises und das Vorüegen von Wechsel-
oder Gleichspannung abhängen. Zum raschen Löschen des Lichtbogens ist die bekannte
Sicherung mit einem die Schmelzleiter umgebenden Lichtbogenlöschmittel gefüllt, bei
dem es sich typischerweise um Quarzsand handelt. Durch die herrschenden Temperaturen
im Bereich des Lichtbogens entwickelt sich aus dem den Schmelzleiter umhüllenden Quarzsand
ein nichtleitender, fulguritähnlicher Sinterkörper. Der Fehlerstrom ist damit unterbrochen.
[0007] Bei Untersuchungen des Sinterkörpers ist festgestellt worden, dass dessen Querschnitt
wesentlich größer ist als der des Schmelzleiters. Beispielsweise kann ein streifenförmiger
Schmelzleiter mit einer Querschnittsfläche von 20 x 0,2 mm leicht zur Ausbildung eines
Sinterkörpers mit Abmessungen von 30 x 10 mm im Querschnitt führen. Bei einer Mehrzahl
von Schmelzleitern, wie dies bei der aus der
DE 10 2014 212 068 A1 bekannten Sicherung der Fall ist, sind die Schmelzleiter vergleichsweise nah an die
Gehäuseinnenwand des Isolierkörpers herangeführt. Es ist dann festgestellt worden,
dass im Auslösefall die auftretenden hohen Temperaturen, die durchaus einige tausend
Grad Celsius betragen können, insbesondere bei hohen Bemessungsströmen und einem in
diesem Zusammenhang größeren Querschnitt der Schmelzleiter zur weiteren Vergrößerung
eines Sinterkörpers und damit zu Spannungsrissen des Isolierkörpers führen können,
was zu dem in der Praxis festgestellten Austritt von heißem Sand oder sogar zu Lichtbogenaustritten
führen kann.
[0008] Beim Zustandekommen der Erfindung ist dann zunächst versucht worden, den Isolierkörper
zu verstärken, um Spannungsrisse zu vermeiden. Die Verstärkung hat sich jedoch als
aufwändig herausgestellt. Des Weiteren ist der Ansatz gewählt worden, den Aufnahmeraum
zu vergrößern, um einen größeren Abstand der Schmelzleiter zur Innenwandung des Isolierkörpers
zu haben. Dies kann aber zu einer Vergrößerung der Abmaße des Isolierkörpers und damit
der Sicherung führen. Im Übrigen ist in Betracht gezogen worden, die Abmaße der Schmelzleiter
dahingehend zu ändern, dass diese bei gleicher Querschnittsfläche eine geringere Breite
und dafür eine etwas größere Dicke haben. Auch dies führt letztlich zu einer größeren
Beabstandung zumindest der Enden der Schmelzleiter zur Innenwandung des Isolierkörpers.
In diesem Zusammenhang ist jedoch festgestellt worden, dass etwas dickere Schmelzleiter
letztlich das Ansprechverhalten der Sicherung nachteilig beeinflussen können.
[0009] Die Erfindung geht nun einen anderen Weg.
[0010] Die erfindungsgemäße Sicherung weist einen Aufnahmebereich auf, der im zu seiner
Längsachse senkrechten Querschnitt eine zumindest im Wesentlichen rechteckige oder
rechteckartige Form aufweist. Zwischen jeweils gegenüberliegenden Eckbereichen des
Aufnahmebereichs erstrecken sich Diagonalen des Aufnahmebereichs. Der streifenförmige
Schmelzleiter wird nun zumindest im Wesentlichen in einer Diagonalebene des Aufnahmebereichs
angeordnet. Die Anordnung auf oder im Bereich der Diagonalebene bedeutet dabei insbesondere,
dass vorzugsweise lediglich in der Diagonalebene bzw. bedarfsweise in beiden Diagonalebenen
und nicht außerhalb der Diagonalebene ein oder mehrere Schmelzleiter angeordnet sind.
In weiteren Ausführungsformen kann neben wenigstens einem Schmelzleiter, der zumindest
im Wesentlichen in einer Diagonalebene des Aufnahmebereiches angeordnet ist, wenigstens
ein weiterer Schmelzleiter vorgesehen sein, der nicht in einer Diagonalebene des Aufnahmebereiches
angeordnet ist. Im Vergleich zu einem zylindrischen Aufnahmebereich mit einem runden
Querschnitt besteht durch die rechteckige bzw. rechteckartige Form des Aufnahmebereichs
in den Eckbereichen ein vergrößertes Platzangebot für einen heißen Sinterkörper, wenn
dieser im Auslösefall im Bereich des Schmelzleiters und seiner Umgebung entsteht.
Ein einzelner Schmelzleiter erstreckt sich demnach in seiner Breitenausdehnung insbesondere
diagonal von Ecke zu Ecke des rechteckigen bzw. rechteckartigen Aufnahmebereichs.
Durch die Anordnung des Schmelzleiters auf der Diagonalebene des rechteckigen oder
rechteckartigen Aufnahmebereichs wird der zur Verfügung stehende Raum optimal ausgenutzt.
Hierin liegt gerade der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung gegenüber einem Aufnahmebereich
mit einem runden Querschnitt, d.h. ohne ausgebildete Eckbereiche.
[0011] Besonders vorteilhaft wirken sich die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Sicherung
aus, wenn anstelle eines einzelnen Schmelzleiters eine Mehrzahl von Schmelzleitern
vorgesehen ist. Hierbei werden bevorzugt bis zu vier Schmelzleiter zumindest im Wesentlichen
in wenigstens einer Diagonalebene des Aufnahmebereichs angeordnet. Im Fall von vier
Schmelzleitern ist es dabei vorzugsweise so, dass jeweils zwei Schmelzleiter auf einer
der beiden Diagonalebenen angeordnet sind, so dass sich im Ergebnis eine sternförmige
Anordnung der Schmelzleiter im Querschnitt ergibt. Im Vergleich mit einer bei bekannten
Sicherungen häufig vorgesehenen mehrfach parallelen Anordnung von Schmelzleitern oder
einer Anordnung mehrerer Schmelzleiter nach einem im Querschnitt quadratischen Grundmuster
ergibt sich durch die erfindungsgemäße Anordnung der Vorteil, dass allenfalls nur
noch eine punktuelle Nähe eines entstandenen Sinterkörpers an den Schmelzleiterkanten
zu den häufig relativ dickwandigen Ecken des Isolierkörpers besteht. Die Seiten des
Aufnahmebereichs, das heißt die Längsflächen der Innenwand des Isolierkörpers, haben
keine Nähe zum Sinterkörper.
[0012] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden bis zu acht Schmelzleiter vorgesehen,
wobei es bevorzugt so ist, dass jeweils vier Schmelzleiter auf einer der beiden Diagonalebenen
angeordnet sind, so dass sich im Ergebnis eine sternförmige Anordnung der Schmelzleiter,
insbesondere analog zur Verwendung von vier Schmelzleitern, im Querschnitt ergibt.
Vorzugsweise werden dabei zwei Schmelzleiter auf einem Schenkel des Sterns hintereinander
angeordnet, so dass insbesondere der Stern vier Schenkel mit jeweils zwei Schmelzleitern
je Schenkel aufweist. Insbesondere lässt sich aufgrund dieser Ausführungsform die
Wärmeabgabe verbessern. Es versteht sich dabei letztlich, dass grundsätzlich eine
Mehrzahl von Schmelzleitern in den beiden Diagonalebenen vorgesehen sein kann, wobei
vorzugsweise die Anzahl der Schmelzleiter auf einer der beiden Diagonalebene identisch
gewählt ist. Des Weiteren ist es vorteilhafterweise so, dass bei einer sternförmigen
Anordnung der Schmelzleiter im Querschnitt die Schenkel des Sterns jeweils die identische
Anzahl an Schmelzleitern aufweisen, wobei die sternförmige Anordnung vier Schenkel
aufweist.
[0013] Der Vorteil eines vergrößerten bzw. rechteckigen oder rechteckartigen Querschnittsprofils
wirkt sich insbesondere dann aus, wenn die Breite des Schmelzleiters kleiner oder
gleich dem Radius des Inkreises des rechteckigen oder rechteckartigen Querschnittsprofils
des Aufnahmebereichs ist. Ein entstehender, heißer Sinterkörper, der sich entlang
bzw. im Bereich des Schmelzleiters bildet, kann sich in radialer Richtung in den Eckbereich
des rechteckigen oder rechteckartigen Aufnahmebereichs ausdehnen, so dass keine flächige
Erwärmung der Gehäusewand des Isolierkörpers stattfindet, sondern die hohen Temperaturen
des Lichtbogens bzw. des Sinterkörpers allenfalls punktuell auf die Gehäuseecken des
Isolierkörpers wirken. Besonders bevorzugt beträgt der Abstand des Schmelzleiters
zur Innenwand und den Gehäuseecken mindestens 3 mm.
[0014] Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherung weist
der Aufnahmebereich eine quadratische oder quadratartige Querschnittsform auf. Die
Seiten des Aufnahmebereichs sind in diesem Fall zumindest im Wesentlichen gleichlang
ausgebildet. Ein quadratischer oder quadratartiger Querschnitt des Aufnahmebereichs
erlaubt eine Anordnung einer Mehrzahl von Schmelzleitern, bei der die Schmelzleiter
in gleichmäßigen Winkeln zueinander angeordnet sind. Insbesondere für einen entstehenden
Sinterkörper steht bei einer solchen Anordnung ein erhöhter Platz nicht nur entlang
der Diagonalebenen in die Eckbereiche des Aufnahmebereichs hinein zur Verfügung, sondern
auch zwischen den Schmelzleitern selbst. Es kommt damit auch bei einem starken Dickenwachstum
des Sinterkörpers nur im Kantenbereich der Schmelzleiter mittig im Isolierkörper zu
einer Berührung der Sinterkörper benachbarter Schmelzleiter.
[0015] Es ist vorteilhaft, wenn die Seiten des Aufnahmebereichs im Querschnitt eine bogenabschnittsförmige
Form aufweisen. Vorzugsweise ist daher wenigstens eine Seite des rechteckartigen Aufnahmebereichs
bogenabschnittsförmig, insbesondere kreisbogenabschnittsförmig, ausgebildet. Besonders
bevorzugt ist dies bei zwei insbesondere gegenüberliegenden Seiten oder sogar bei
allen Seiten der Fall. Hierdurch wird das Volumen des Aufnahmebereichs weiter vergrößert.
[0016] Im Hinblick auf eine symmetrische Gestaltung des Aufnahmebereichs ist es von Vorteil,
wenn gegenüberliegende Seiten des Aufnahmebereichs jeweils gleiche Krümmungsradien
aufweisen. Insbesondere im Fall eines quadratischen oder quadratartigen Querschnitts
des Aufnahmebereichs ist es bevorzugt so, dass alle Seiten einen identischen Krümmungsradius
aufweisen.
[0017] Allgemein korrespondiert der Krümmungsradius einer Seite vorzugsweise mit ihrer Breite.
Insbesondere wächst dabei mit der Seitenlänge auch der Krümmungsradius. Das Verhältnis
aus Krümmungsradius und Seitenlänge kann dabei proportional sein, jedoch können beide
Werte auch in einem anderen Zusammenhang miteinander stehen.
[0018] Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Übergangsbereich zwischen
zwei benachbarten Seiten des Aufnahmebereichs gerundet und weist vorzugsweise einen
kleineren Krümmungsradius auf als die benachbarten bzw. angrenzenden Seiten. Dies
wird insbesondere durch eine bogenabschnittsförmige Form der benachbarten Seiten unterstützt,
da die Krümmung einer Seite unmittelbar in die Krümmung des Eckbereichs übergehen
kann. Hierdurch kann die Stabilität des Isolierkörpers weiter erhöht werden. Im Gegensatz
zu einem spitz zulaufenden Eckbereich kann bei der vorgenannten, bevorzugten Ausgestaltung
der Isolierkörper im Übergangsbereich zwischen zwei Seiten des Aufnahmebereichs höhere
Innendruckkräfte aufnehmen bzw. auftretende Kräfte gleichmäßiger über die Fläche der
Innenwandung ableiten. Darüber hinaus weist der Isolierkörper im Eckbereich des Aufnahmebereichs
eine größere Materialstärke auf als es bei einem spitz zulaufenden Eckbereich der
Fall wäre.
[0019] Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sicherung weist der Isolierkörper
im zu seiner Längsachse senkrechten Querschnitt außenseitig eine zumindest im Wesentlichen
rechteckige oder rechteckartige Form auf. In Verbindung mit einer gerundeten Ausgestaltung
der inneren Eckbereiche weist der Isolierkörper hierdurch an seinen Ecken eine besonders
hohe Wandstärke auf. Bei der erfindungsgemäßen Sicherung ist dies der Bereich des
Isolierkörpers, welcher den Schmelzleitern und damit gegebenenfalls dem heißen Sinterkörper
am nächsten kommt. Durch die hohe Materialstärke in diesem Bereich wird die Stabilität
des Isolierkörpers somit insbesondere an kritischen Stellen erhöht.
[0020] Der Schmelzleiter besteht in der Regel aus einem elektrisch hoch leitenden Material
oder weist ein solches auf. Insbesondere Silber besitzt diesbezüglich besonders geeignete
Eigenschaften.
[0021] Um ein frühzeitiges und definiertes Aufschmelzen des Schmelzleiters bei einem zu
hohen Stromfluss zu gewährleisten, weist der Schmelzleiter bei der erfindungsgemäßen
Sicherung vorzugsweise ein Lot auf, dessen Schmelzpunkt insbesondere niedriger ist
als der Schmelzpunkt der übrigen Materialien des Schmelzleiters, insbesondere des
für die elektrische Leitfähigkeit ausschlaggebenden Materials, wie beispielsweise
Silber.
[0022] Bevorzugt weist der einzelne Schmelzleiter wenigstens eine Engstelle, insbesondere
in Form eines Engstellensteges, mit einem verringerten Leitungsquerschnitt auf. Im
Überlast- oder Kurzschlussfall kommt es aufgrund der höheren Stromdichte zuerst im
Bereich einer solchen Engstelle zu einem starken Anstieg der Temperatur oberhalb des
Schmelzbereichs und damit zu einem Aufschmelzen des Schmelzleiters.
[0023] Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Schmelzleiter eine oder
mehrere jeweils eine Mehrzahl von Engstellenstegen aufweisende Engstellenreihen auf,
durch die der Schmelzleiter letztlich segmentiert wird. Im Überlastfall steigt nach
dem Aufschmelzen eines ersten Engstellensteges in einer der Engstellenreihen die Stromdichte
in den übrigen Engstellen derselben Engstellenreihe weiter an. Dies setzt sich fort
mit jedem weiteren aufschmelzenden Engstellensteg bis es zu einer vollständigen Unterbrechung
des Schmelzleiters kommt. Im Kurzschlussfall steigt die Stromstärke derart rasch an,
dass es zum nahezu gleichzeitigen Verdampfen aller Engstellenstege der Engstellenreihe
kommt. Je nach Höhe des Fehlerstroms können mehrere Engstellenreihen verdampfen. Letztlich
bestimmt die Anzahl der Engstellenreihen die Bemessungsspannung der Sicherung. Bei
der Bemessungsspannung verdampfen dann insbesondere alle Engstellenreihen.
[0024] Ist mehr als ein Schmelzleiter vorgesehen, steigt mit der Unterbrechung des Stromflusses
durch den bereits unterbrochenen Schmelzleiter die Stromstärke und damit auch die
Stromdichte in den weiteren, übrigen Schmelzteitern an, wodurch es im Bereich der
Engstellen der noch intakten Schmelzleiter ebenfalls nach und nach zu einem Aufschmelzen
kommt. Ist der letzte der vorgesehenen Schmelzleiter vollständig unterbrochen, kommt
es zum Auftreten des Lichtbogens, der zwischen den getrennten Abschnitten eines Schmelzleiters
erneut für einen Stromfluss sorgt. Das zuvor beschriebene Verhalten tritt in diesem
Fall an allen unterbrochenen Engstellenreihen des bzw. der Schmelzleiter auf, bis
der den Lichtbogen kühlende Quarzsand einen isolierenden Sinterkörper mit dem Metalldampf
eingeht.
[0025] Um ein Ausbreiten des Lichtbogens über alle Engstellenreihen und ein eventuelles
Durchschlagen des Lichtbogens zu verhindern, ist der Aufnahmebereich bevorzugt mit
einem Lichtbogenlöschmittel gefüllt, welches den oder die Schmelzleiter umgibt. Insbesondere
Sand, vorzugsweise Quarzsand, ist hierzu ein geeignetes Material. Im Bereich des Lichtbogens
kommt es aufgrund der hohen Temperaturen nun zu einem Sintern des Lichtbogenlöschmittels,
wodurch der zuvor beschriebene isolierende Sinterkörper entsteht.
[0026] Infolge der vorgenannten Ausbreitung bzw. Fortpflanzung des Lichtbogens im Auslösefall
wächst auch der Sinterkörper über einen gewissen Bereich entlang des Schmelzleiters,
das heißt in axialer Richtung. Aufgrund der Volumenzunahme des Sinterkörpers im Aufnahmebereich,
die sowohl in axialer als auch in radialer Richtung auftritt, gelangt das heiße Material
des Sinterkörpers näher an die Innenwand des Isolierkörpers. Eine infolgedessen stattfindende
flächige Erwärmung der Gehäusewand des Isolierkörpers kann letztlich zu einer Beschädigung
in Form eines Reißens oder Platzens führen.
[0027] Hier setzt letztlich die Erfindung an, durch die dem Sinterkörper ein größeres Volumen
eingeräumt wird, in welches hinein er sich ausdehnen kann. Ferner wird der Isolierkörper
durch eine größere Beabstandung von der Breitseite der Schmelzleiter und dem im Auslösefall
im Bereich des Schmelzleiters auftretenden Lichtbogen vor den auftretenden hohen Temperaturen,
die ebenfalls eine schädigende Wirkung haben können, besser geschützt.
[0028] Bei der erfindungsgemäßen Sicherung sind endseitig insbesondere Flanschplatten zur
äußeren Kontaktierung der Sicherung vorgesehen. Die Flanschplatten sind im Innem der
Sicherung mit dem Schmelzleiter elektrisch leitend verbunden und weisen im Vergleich
zum Schmelzleiter in der Regel eine größere Materialstärke für eine geringere Stromdichte
auf.
[0029] Gerade bei einer Abschaltung von Fehlerströmen unter Gleichspannung entwickelt sich
der Lichtbogen auch in axialer Richtung des Schmelzleiters und kann bis in den Bereich
der Kontaktstelle zwischen Schmelzleiterende und Flanschplatte reichen. Dabei kann
er im Grenzfall die Flanschplatte durchdringen und sogar aus der Flanschplatte nach
außen hin austreten und in der Umgebung der Sicherung Beschädigungen verursachen.
Zur Vermeidung eines solchen Lichtbogenaustritts ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung
der erfindungsgemäßen Sicherung im Verbindungsbereich des Schmelzleiters mit den Flanschplatten
und/oder auf dem Schmelzleiter selbst ein elektrisch isolierendes Material vorgesehen.
Besonders geeignet ist in diesem Zusammenhang Silikon, welches aufgrund seiner gelartigen
oder pastösen Konsistenz in Form von Materialraupen im Bereich der Kontaktstelle und/oder
auf dem Schmelzleiter aufgebracht werden kann.
[0030] Im Fall einer Mehrzahl von Schmelzleitern bringt eine sternförmige Anordnung, wie
zuvor beschrieben wurde, den Vorteil mit sich, dass eine Aufbringung der vorgenannten
Silikonraupen oder eines anderen isolierenden Materials im Bereich der Kontaktstelle
zwischen dem Schmelzleiter und der Flanschplatte und/oder auf dem Schmelzleiter auch
noch nach der Fertigstellung des Sicherungseinsatzes aus einer oder mehreren Flanschplatten
und den Schmelzleitern möglich ist.
[0031] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass wenigstens ein
weiterer Schmelzleiter in einem Zwischenraum angeordnet ist, wobei sich der Zwischenraum
zwischen zwei sich zu den Eckbereichen erstreckenden Diagonalen ergibt. Ganz besonders
bevorzugt werden bis zu vier Schmelzleiter zumindest im Wesentlichen in dem Aufnahmebereich
angeordnet, vorzugsweise so, dass jeweils zwei Schmelzleiter auf einer Diagonalebene
angeordnet sind, insbesondere wobei der wenigstens eine weitere Schmelzleiter zwischen
zwei Schmelzleitern, das heißt insbesondere in dem sich zwischen zwei benachbarten
Schmelzleitern ergebenden Zwischenraum, vorgesehen ist. Vorzugsweise sind vier weitere
Schmelzleiter vorgesehen, so dass sich bevorzugt im Querschnitt die Form eines acht-schenkligen
Sterns ergibt. Vorzugsweise lässt sich somit der Bemessungsstrom erhöhen. Insbesondere
ist dabei vorgesehen, dass der Schmelzleiter und der weitere Schmelzleiter einen zumindest
im Wesentlichen etwa gleich großen Abstand zur Wandung bzw. zur Innenwand des Isolierkörpers
und/oder den Gehäuseecken aufweisen. Weiterhin ist bei einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform vorgesehen, dass der weitere Schmelzleiter eine andere, vorzugsweise
geringere Breite als der Schmelzleiter aufweist, insbesondere wobei der weitere Schmelzleiter
weniger als 80%, bevorzugt weniger als 70%, weiter bevorzugt weniger als 60% und insbesondere
zumindest im Wesentlichen 50%, der Breite des Schmeizleiters aufweist.
[0032] Bei weiteren Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine weitere
Schmelzleiter zumindest im Wesentlichen die gleiche Breite wie der Schmelzleiter aufweist.
Darüber hinaus kann bei einer Mehrzahl von weiteren Schmelzleitern vorgesehen sein,
dass sich die weiteren Schmelzleiter untereinander in ihrer Breite unterscheiden.
Vorzugsweise sind die Schmelzleiter und/oder die weiteren Schmelzleiter so angeordnet,
dass die Anordnung in der Querschnittsdarstellung spiegelsymmetrisch in Bezug zu einer
vertikalen und/oder horizontalen Linie ausgebildet ist.
[0033] Vorzugsweise weist der Schmelzleiter eine Breite im Bereich von 5 bis 50 mm, bevorzugt
von 5 bis 40 mm, weiter bevorzugt von 10 bis 30 mm, auf. Sind bei einer bevorzugten
Ausführungsform je vier Schmelzleiter in jeweils einer der beiden Diagonalebenen angeordnet,
das heißt insgesamt also acht Schmelzleiter in dem Aufnahmebereich angeordnet, so
ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein Schmelzleiter eine Breite von 5 bis 15 mm, bevorzugt
von zumindest im Wesentlichen 10 mm, aufweist. Sind bei einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform je zwei Schmelzleiter in einer der beiden Diagonalebenen angeordnet,
so ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein Schmelzleiter eine Breite im Bereich von
10 bis 25 mm, bevorzugt von zumindest im Wesentlichen 20 mm, aufweist. Wird in die
Zwischenräume zwischen den Diagonalen wenigstens ein weiterer Schmelzleiter angeordnet,
so ist vorzugsweise vorgesehen, dass der weitere Schmelzleiter eine Breite im Bereich
von 5 bis 20 mm, bevorzugt von 5 bis 15 mm, weiter bevorzugt von 8 bis 12 mm, weiter
bevorzugt weiter von 8 bis 10 mm, aufweist, insbesondere wobei sich der weitere Schmelzleiter
zwischen den Zwischenraum in zwei benachbarten Schmelzleitern angeordnet ist.
[0034] Des Weiteren ist bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass
die weiteren Schmelzleiter eine geringere Breite, wie zuvor ausgeführt, als wie die
Schmelzleiter aufweisen und/oder einen größeren Abstand zum Mittelpunkt des Aufnahmebereiches
als wie die Schmelzleiter aufweisen. Der Mittelpunkt des Aufnahmebereiches kann dabei
in weiteren Ausführungsformen auch der Mittelpunkt der sternförmigen Anordnung der
Schmelzleiter im Querschnitt sein.
[0035] Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnung und der Zeichnung selbst. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der
vorliegenden Erfindung, unabhängig von Ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder
deren Rückbeziehung.
[0036] Es zeigt
- Fig. 1
- eine schematische Querschnittsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Sicherung,
- Fig. 2a
- eine schematische Querschnittsdarstellung einer bekannten Sicherung im Vergleich zur
erfindungsgemäßen Sicherung aus Fig. 1,
- Fig. 2b
- eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Sicherung,
- Fig. 3
- eine schematische Querschnittsdarstellung einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Sicherung,
- Fig. 4
- einen Schmelzleiter in Draufsicht,
- Fig. 5
- eine schematische Längsquerschnittsdarstellung der Sicherung aus Fig. 1 und
- Fig. 6
- eine schematische Querschnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Sicherung.
[0037] Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sicherung 1 ist in Fig. 1
im Querschnitt dargestellt. Die Schnittebene verläuft dabei senkrecht zur Längsachse
der Sicherung 1 und ist in der seitlichen Darstellung der Sicherung 1 gemäß Fig. 5
eingezeichnet.
[0038] Das Äußere der Sicherung 1 wird von einem Isolierkörper 2 gebildet. Der Isolierkörper
2 besteht vorliegend aus einem keramischen Material, das über gute elektrische Isolationseigenschaften
verfügt. Die elektrisch leitende Verbindung durch die Sicherung 1 wird im dargestellten
Beispiel durch vier innenliegende Schmelzleiter 3 ermöglicht, die in einem Aufnahmebereich
4 des Isolierkörpers 2 angeordnet sind.
[0039] Der Aufnahmebereich 4, der im Übrigen mit einem nicht dargestellten Lichtbogenlöschmittel,
bei dem es sich insbesondere bevorzugt um Sand, insbesondere Quarzsand, handelt, erstreckt
sich vorzugsweise über nahezu die gesamte Länge des Isolierkörpers 2 und weist im
hier gezeigten Querschnitt eine rechteckartige bzw. sogar quadratartige Form auf.
Entsprechend den zwischen gegenüberliegenden Eckbereichen 5 des Aufnahmebereichs 4
verlaufenden Diagonalen erstrecken sich entlang der Längsachse der Sicherung 1 bzw.
des Aufnahmebereichs 4 Diagonalebenen, in denen sich die streifenförmigen Schmelzleiter
3 erstrecken. Wie sich im Übrigen aus den Fig. 1 bis 3 ergibt, befinden sich außerhalb
der Diagonalebenen keine streifenförmigen Schmelzleiter 3.
[0040] Durch diese ausschließlich diagonale Anordnung der Schmelzleiter 3 auf den Diagonalen
des Aufnahmebereichs 4 mit einer rechteckartigen bzw. quadratartigen Form sind die
Schmelzleiter 3 weiter von der Innenwand 6 beabstandet als im Fall eines Aufnahmebereichs
4 mit einer ovalen oder kreisrunden Querschnittsform.
[0041] Die Fig. 2a zeigt, dass sich je zwei Schmelzleiter 3 auf einer der beiden Diagonalebenen
erstrecken, so dass insgesamt vier Schmelzleiter 3 in dem Aufnahmebereich 4 angeordnet
sind, wobei ein Schenkel der vier-schenkligen sternförmigen Querschnittsform durch
einen Schmelzleiter 3 gebildet wird.
[0042] Fig. 2b zeigt, dass sich vier Schmelzleiter auf einer der beiden Diagonalebenen erstrecken,
so dass insgesamt acht Schmelzleiter 3 in dem Aufnahmebereich 4 angeordnet sind, wobei
ein Schenkel der vier-schenkligen sternförmigen Querschnittsform durch zwei Schmelzleiter
3 gebildet wird.
[0043] Ein Vergleich der erfindungsgemäßen Querschnittsform mit einer runden Form des Aufnahmebereichs
4 ist in Fig. 2a und 2b wiedergegeben. Dort ist der Verlauf der Innenwand 6 der in
Fig. 1 gezeigten Sicherung 1 gestrichelt eingezeichnet. Anhand der Darstellungen gemäß
Fig. 2a und 2b ist unmittelbar der Vorteil der vorliegenden Erfindung erkennbar. Durch
die quadratartige bzw. rechteckartige Form des Aufnahmebereichs 4 in Verbindung mit
einer Anordnung der Schmelzleiter 3 auf den Diagonalen des Aufnahmebereichs 4 im Querschnitt
steht ein erhöhtes Raumangebot in den Eckbereichen 5 zur Verfügung. Hierdurch ist
zum einen eine größere Beabstandung des Schmelzleiters 3 zur Innenwand 6 gegeben,
so dass im Bereich des Schmelzleiters 3 gegebenenfalls auftretende Lichtbögen die
Innenwand 6 des Isolierkörpers 2 nicht erreichen bzw. im Bereich des Lichtbogens herrschende
hohe Temperaturen sich weniger stark auf den Isolierkörper 2 auswirken.
[0044] Der Aufnahmebereich 4 ist mit dem nicht dargestellten Lichtbogenlöschmittel gefüllt,
das im Überlastfall einen auftretenden Lichtbogen rasch unter Bildung eines isolierenden
Sinterkörpers zum Erlöschen bringt. Gegenüber den Abmessungen des Schmelzleiters 3
ist die Bildung des Sinterkörpers mit einer starken Volumenvergrößerung verbunden.
Bei der Entstehung nimmt das Volumen des Sinterkörpers auch in Richtung der Innenwand
6 des Isolierkörpers 2 zu. Wie durch die Darstellungen gemäß Fig. 2a und 2b veranschaulicht
wird, steht dem Sinterkörper bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Aufnahmebereichs
4 mit einem rechteckartigen bzw. quadratartigen Querschnitt im Vergleich zu einem
runden Querschnitt ein größerer Freiraum zur Verfügung. Bei der erfindungsgemäßen
Sicherung 1 liegt also eine größere Beabstandung der Innenwand 6 des Isolierköpers
2 zum Schmelzleiter 3 und damit auch zum heißen Sinterkörper vor. Der Druck und insbesondere
die hohe Temperatur, welche auf die Innenwand 6 des Isolierkörpers 2 wirken und die
letztlich zu Rissen oder einem Platzen des Isolierkörpers 2 führen können, werden
dadurch in ihrer Wirkung auf den Isolierkörper 2 erheblich verringert.
[0045] Die Darstellungen gemäß Fig. 2a und 2b zeigen darüber hinaus, dass im Querschnitt
die Innenwand 6 eines zylindrischen Aufnahmebereichs 4 einer bekannten Sicherung 1
mit einem runden Querschnittsprofil im Vergleich vorzugsweise auf dem Inkreis des
Querschnittsprofils des erfindungsgemäßen Aufnahmebereichs 4 verläuft. Die Breite
der erfindungsgemäß angeordneten Schmelzleifier 3 ist demnach insbesondere kleiner
als der Radius des Inkreises des rechteckigen oder. rechteckartigen, bzw. im dargestellten
Fall quadratartigen, Querschnittsprofils des Aufnahmebereichs 4 bei der erfindungsgemäßen
Sicherung 1. Der Abstand der Schmelzleiter 3 zur Innenwand 6 beträgt dabei vorzugsweise
mehr als 3 mm.
[0046] Die in Fig. 3 ebenfalls im Querschnitt gezeigte, alternative Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Sicherung 1 besitzt einen grundsätzlich vergleichbaren Aufbau wie
die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform. Allerdings ist beim Beispiel der Fig. 3 der
Aufnahmebereich 4 in seinem Querschnittsprofil nicht quadratartig, sondern rechteckartig
ausgebildet.
[0047] Die beschriebenen Vorteile der Anordnung der Schmelzleiter 3 auf den Diagonalen der
rechteckartigen Querschnittsform des Aufnahmebereichs 4 treffen hierbei in entsprechender
Weise zu. Die hier dargestellte Bauweise der erfindungsgemäßen Sicherung 1 kommt in
speziellen Anwendungssituationen zum Einsatz, beispielsweise wenn vergleichsweise
breite Schmelzleiter 3 zur Aufnahme einer hohen Bemessungsstromstärke erforderlich
sind, jedoch am Einbauort der Sicherung 1 ein zu geringes Platzangebot besteht, so
dass eine flachere Bauform der Sicherung 1 gewünscht ist.
[0048] Grundsätzlich ist allerdings die in Fig. 1 gezeigte Bauform bevorzugt. Bei einer
erfindungsgemäßen Anordnung von vier Schmelzleitern 3 auf den Diagonalebenen des Aufnahmebereichs
4 weisen die Schmelzleiter 3 jeweils gleichmäßige Winkel zueinander auf. Dadurch besteht
zwischen den Schmelzleitern 3 ein möglichst großes bzw. gleich großes Freivolumen,
in das ein entstehender, heißer Sinterkörper infolge seines Dickenwachstums hineindrängen
kann.
[0049] Falls gewünscht oder erforderlich lässt sich das zur Verfügung stehende Volumen im
Aufnahmebereich 4 weiter vergrößern, wenn wenigstens eine Seite 7 des Querschnittsprofils
des Aufnahmebereichs 4 bogenabschnittsförmig ausgebildet ist. Dabei ist eine Kreisbogenabschnittsform
bevorzugt. Jedoch kann auch eine andere Form, beispielsweise parabel- oder hyperbelförmig,
vorgesehen sein.
[0050] Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform weisen alle Seiten 7 des Aufnahmebereichs
4 eine bogenabschnittsförmige Form auf, wobei insbesondere der Krümmungsradius aller
Seiten 7 identisch ist.
[0051] Im Vergleich zeigt Fig. 3, dass bei einem rechteckartigen Aufnahmebereich 4 insbesondere
die gegenüberliegenden Seiten jeweils gleiche Krümmungsradien aufweisen. Hierbei korrespondiert
der Krümmungsradius einer Seite 7 insbesondere mit der Länge der Seite 7. Das Beispiel
gemäß Fig. 3 veranschaulicht, dass mit steigender Seitenlänge vorzugsweise auch der
Krümmungsradius zunimmt, so dass sich im Ergebnis die rechteckartige Form des Aufnahmebereichs
4 ergibt.
[0052] Wie ferner aus den Darstellungen gemäß den Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, ist der
Eckbereich 5 zwischen zwei benachbarten Seiten 7 vorzugsweise gerundet und weist insbesondere
einen kleineren Krümmungsradius auf als die benachbarten bzw. angrenzenden Seiten
7. Im Ergebnis weist der Aufnahmebereich 4 in seinem Querschnittsprofil bevorzugt
die Form eines bauchigen Rechtecks bzw. Quadrats mit abgerundeten Ecken auf.
[0053] In Verbindung mit der bevorzugten, ebenfalls rechteckigen oder rechteckartigen Querschnittsform
des Isolierkörpers 2 an seiner Außenseite führt die beschriebene Form des Aufnahmebereichs
4 zu einer vergrößerten Materialstärke des Isolierkörpers 2 im Eckbereich 5, das heißt
in dem Bereich, in den sich der Sinterkörper bei seiner Entstehung hauptsächlich ausdehnt.
Auftretende Kräfte und Temperaturen, die auf die Innenwand 6 des Isolierkörpers 2,
insbesondere im Eckbereich 5, wirken, können dadurch in höherem Maße aufgenommen und
auf den Isolierkörper 2 abgeleitet bzw. verteilt werden.
[0054] Ein typischer Schmelzleiter 3 ist in Fig. 4 dargestellt. Der Schmelzleiter 3 besteht
aus einem elektrisch hoch leitenden Material, vorliegend Silber, und weist darüber
hinaus ein Lot auf, dessen Schmelzpunkt niedriger als der Schmelzpunkt des weiteren
Materials des Schmelzieiters 3 ist. Hierdurch wird ein Aufschmelzen bei einem Laststrom
oberhalb des Bemessungsstroms im Schmelzleiter 3 bzw. ein Aufschmelzen des Schmelzleiters
3 oberhalb einer definierten Strom-/Zeitabhängigkeit erreicht.
[0055] Das Aufschmelzen des Schmelzleiters 3 im Überlast- oder Kurzschlussfall geschieht
insbesondere an Engstellen, die im dargestellten Beispiel als Engstellenstege 8 ausgebildet
sind und in denen beim Stromfluss durch den Schmelzleiter 3 die höchste Stromdichte
vorliegt. Im vorliegenden Beispiel weist der dargestellte Schmelzleiter 3 eine Mehrzahl
von Engstellenstegen 8 auf, die in mehreren Engstellenreihen 9 angeordnet sind, die
den Schmelzleiter 3 in eine Mehrzahl durchgängiger Segmente 10 unterteilen.
[0056] Im Überlastfall, das heißt im Fall einer zu hohen Stromstärke, steigt die Stromdichte
in einem der Engstellenstege 8 auf ein Maß an, das zu einer derart starken Erwärmung
des Materials des Schmelzielters 3 führt, dass dieses aufschmilzt und die leitende
Verbindung im Bereich des Engstellensteges 8 trennt. Infolgedessen steigt die Stromdichte
in den weiteren Engstellenstegen 8 derselben Engstellenreihe 9 weiter an, so dass
es zu einem Aufschmelzen weiterer Verbindungen an Engstellen, das heißt weiterer Engstellenstege
8, kommt. Ist der letzte Engstellensteg 8 einer Engstellenreihe 9 bei einem Schmelzleiter
3 getrennt, so fließt der Strom nur noch über etwaige weitere Schmelzleiter 3 der
Sicherung 1.
[0057] Im hier gezeigten Fall von vier Schmelzleitern 3 steigt damit die Stromstärke in
den übrigen, weiteren Schmelzleitern 3 um etwa das 1,3-fache an. Dadurch kommt es
nach und nach auch an den Engstellen eines weiteren verbleibenden Schmelzielters 3
zu einem Aufschmelzen, bis der betreffende Schmelzleiter 3 ebenfalls vollständig getrennt
ist. Daraufhin fließt durch die beiden verbleibenden Schmelzleiter 3 nun die doppelte
Stromstärke im Vergleich zum intakten Fall der Sicherung 1 mit vier leitenden Schmelzleitern
3.
[0058] Nachdem der dritte Schmelzleiter 3 auf die zuvor beschriebene Art und Weise getrennt
wurde, liegt nun am letzten verbleibenden Schmelzleiter 3 die vierfache Stromstärke
an, wodurch auch dieser Schmelzleiter 3 letztlich aufschmilzt. Hierdurch wird die
leitende Verbindung über die Schmelzleiter 3 durch die Sicherung 1 getrennt.
[0059] Der im Vorhergehenden beschriebene Vorgang tritt im Überlastfall, das heißt bei einem
Laststrom oberhalb des Bemessungsstroms, auf und läuft je nach dem Ausmaß der Überlast
unterschiedlich schnell ab. Der Kurzschlussfall ist dagegen durch einen äußerst hohen
und raschen Anstieg der Stromstärke gekennzeichnet, so dass es zu einem nahezu gleichzeitigen
Verdampfen aller Engstellenstege 8 einer Engstellenreihe 9 oder gar zur Verdampfung
mehrerer Engstellenreihen 9 kommt.
[0060] Es kommt jedoch in der Regel zur Ausbildung eines Lichtbogens zwischen den beiden
getrennten Abschnitten eines oder mehrerer Schmelzleiter 3. Durch die freien Ladungsträger
im heißen Plasma des Lichtbogens setzt sich der Stromfluss durch die Sicherung 1 zunächst
fort. Infolge der hohen Temperaturen im Bereich des Lichtbogens kommt es jedoch zu
einem Sinterprozess des die Schmelzleiter 3 umgebenden Löschmittels, wobei es sich
im vorliegenden Beispiel um Quarzsand handelt. Der entstehende Sinterkörper besitzt
eine fulguritähnliche oder glasartige Struktur und ist elektrisch isolierend. Somit
wird letztlich durch die Ausbildung des Sinterkörpers der Stromkreis endgültig getrennt
und der Fehlerstrom abgeschaltet.
[0061] Zur äußeren Kontaktierung sind bei der erfindungsgemäßen Sicherung 1 im vorliegenden
Beispiel endseitige Flanschplatten 11 vorgesehen, die jeweils einen Kontaktstutzen
12 aufweisen, wie in Fig. 5 dargestellt ist.
[0062] Innenseitig sind die Schmelzleiter 3, die sich zumindest im Wesentlichen über die
gesamte Länge des Isolierkörpers 2 bzw. des Aufnahmebereichs 4 erstrecken, endseitig
mit den Flanschplatten 11 leitend verbunden. Im Auslösefall der Sicherung 1 kann sich
unter Umständen im Bereich der elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem Schmelzleiter
3 und einer Flanschplatte 11 der Lichtbogen ausdehnen. Insbesondere bei Gleichstromanwendungen
kann ein solcher Lichtbogen vergleichsweise langlebig bestehen und im Grenzfall die
Flanschplatte 11 aufschmelzen oder durchschlagen.
[0063] Um die beschriebenen Lichtbögen im Endbereich der Schmelzleiter 3 zu begrenzen, kann
hier ein elektrisch isolierendes Material vorgesehen sein. Hierbei wird vorzugsweise
Silikon verwendet, das zum einen kostengünstig verfügbar ist und zum anderen durch
seine pastöse Konsistenz leicht im genannten Bereich aufzubringen ist. Bevorzugt werden
daher isolierende Materialraupen 13 im Bereich der Kontaktierung der Schmelzleiter
3 mit den Flanschplatten 11 an- bzw. aufgebracht, wie in Fig. 5 gezeigt ist.
[0064] Die erfindungsgemäße sternförmige Anordnung der Schmelzleiter 3 erlaubt eine Aufbringung
des elektrisch isolierenden Materials in Form von Materialraupen 13 auch noch im bereits
montierten Zustand des Sicherungseinsatzes aus den Schmelzleitern 3 und den mit den
Schmelzleitern 3 verbundenen Flanschplatten 11.
[0065] Fig. 6 zeigt, dass wenigstens ein weiterer Schmelzleiter 14 in einem Zwischenraum,
der sich zwischen den beiden Diagonalen ergibt, vorgesehen ist. Bei der Ausführungsform
gemäß Fig. 6 ist vorgesehen, dass sich vier Schmelzleiter 3 zumindest im Wesentlichen
entlang der beiden Diagonalen in dem Aufnahmebereich 4 erstrecken. Zwischen benachbarten
Schmelzleitern 3 ist in dem sich somit ergebenden Zwischenraum wenigstens ein weiterer
Schmelzleiter 14 vorgesehen. Fig. 6 zeigt vier Schmelzleiter 3 sowie vier weitere
Schmelzleiter 14. Dabei weisen die Schmelzleiter 3 sowie die weiteren Schmelzleiter
14 zumindest im Wesentlichen etwa den gleichen Abstand zur Innenwand 6 und/oder den
Gehäuseecken bzw. Eckbereichen 5 und/oder den Seiten 7 auf. Demzufolge ergibt sich
zumindest im Wesentlichen in etwa der gleiche Abstand zur Wandung des Aufnahmebereiches
4. Weiterhin zeigt Fig. 6, dass der wenigstens eine weitere Schmelzleiter 14 eine
andere Breite als der Schmelzleiter 3 aufweisen kann. In Fig. 6 weist der weitere
Schmelzleiter 14 eine geringere Breite als der Schmelzleiter 3 auf. In weiteren Ausführungsbeispielen
ist vorgesehen, dass der weitere Schmelzleiter 14 etwa die Hälfte der Breite des Schmelzleiters
3 aufweisen kann.
[0066] Des Weiteren zeigt Fig. 6, dass die weiteren Schmelzleiter 14 beabstandet zum Mittelpunkt
des Aufnahmebereiches 4, insbesondere des Mittelpunkts der sternförmigen Querschnittsform,
angeordnet sind, wobei sie ebenfalls beabstandet, insbesondere mit einem ausreichend
großen, Abstand zu den Schmelzleitern 3 angeordnet sind. In Fig. 6 weisen die weiteren
Schmelzleiter 14 einen größeren Abstand zum Mittelpunkt des Aufnahmebereiches 4 als
wie die Schmelzleiter 3 auf.
[0067] In weiteren Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass der Schmelzleiter 3 etwa
eine Breite von 20 mm aufweist und dass der weitere Schmelzleiter 14 etwa eine Breite
von 10 mm aufweist.
Bezugszeichenliste:
[0068]
- 1
- Sicherung
- 2
- Isolierkörper
- 3
- Schmelzleiter
- 4
- Aufnahmebereich
- 5
- Eckbereich
- 6
- Innenwand
- 7
- Seite
- 8
- Engstellensteg
- 9
- Engstellenreihe
- 10
- Segment
- 11
- Flanschplatte
- 12
- Kontaktstutzen
- 13
- Materialraupe
- 14
- weiterer Schmelzleiter
1. Sicherung (1), bevorzugt Niederspannungssicherung, vorzugsweise vorgesehen zur Verwendung
für einen Bemessungsspannungsbereich von größer oder gleich 900 V und/oder für einen
Bemessungsstromstärkenbereich von größer oder gleich 250 A, insbesondere für den Einsatz
in Gleichspannungskreisen, mit einem Isolierkörper (2) und mit wenigstens einem streifenförmigen
Schmelzleiter (3), wobei der Isolierkörper (2) einen Aufnahmebereich (4) zur Aufnahme
des Schmelzteiters (3) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Aufnahmebereich (4) im zu seiner Längsachse senkrechten Querschnitt eine zumindest
im Wesentlichen rechteckige oder rechteckartige Form mit sich zwischen den Eckbereichen
(5) erstreckenden Diagonalen aufweist und dass der Schmelzleiter (3) zumindest im
Wesentlichen in einer Diagonalebene des Aufnahmebereichs (4) angeordnet ist.
2. Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Schmelzleitern (3), insbesondere bis zu vier oder acht Schmelzleiter
(3), zumindest im Wesentlichen in wenigstens einer Diagonalebene des Aufnahmebereichs
4 angeordnet ist.
3. Sicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Schmelzleiters (3) kleiner oder gleich dem Radius des Innenkreises
des rechteckigen oder rechteckartigen Querschnittsprofils des Aufnahmebereichs (4)
ist und dass, vorzugsweise, die Schmelzleiter (3) ausschließlich in einer Diagonalebene
angeordnet sind.
4. Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (4) eine quadratische oder quadratartige Querschnittsform aufweist.
5. Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Seite (7), vorzugsweise zwei insbesondere gegenüberliegende Seiten
(7), bevorzugt alle Seiten (7), des rechteckartigen Aufnahmebereichs (4) bogenabschnittsförmig,
insbesondere kreisbogenabschnittsförmig, ausgebildet sind.
6. Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüberliegende Seiten (7) des Aufnahmebereichs (4) jeweils gleiche Krümmungsradien
aufweisen.
7. Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Eckbereich (5) zwischen zwei benachbarten Seiten (7) gerundet ist und einen kleineren
Krümmungsradius aufweist als die benachbarten Seiten (7).
8. Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkörper (2) im zu seiner Längsachse senkrechten Querschnitt außenseitig
eine zumindest im Wesentlichen rechteckige oder rechteckartige Form aufweist.
9. Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzleiter (3) ein Lot aufweist, dessen Schmelzpunkt vorzugsweise niedriger
ist als der Schmelzpunkt der weiteren Materialien des Schmelzleiter (3).
10. Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzleiter (3) wenigstens eine Engstelle, insbesondere einen Engstellensteg
(8), mit einem verringerten Leitungsquerschnitt, vorzugsweise eine oder mehrere jeweils
eine Mehrzahl von Engstellenstegen (8) aufweisenden Engstellenreihen (9), aufweist.
11. Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (4) mit einem den Schmelzleiter (3) umgebenden Lichtbogenlöschmittel,
insbesondere Sand, verfüllt ist.
12. Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass endseitige Flanschplatten (11) zur äußeren Kontaktierung der Sicherung (1) vorgesehen
sind.
13. Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzleiter (3) endseitig mit den Flanschplatten (11) leitend verbunden ist.
14. Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Endbereich des Schmelzleiters (3) bevorzugt ein elektrisch isolierendes Material,
insbesondere Silikon, vorgesehen ist.
15. Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiterer Schmelzleiter (14) vorgesehen ist, wobei sich der weitere
Schmelzleiter (14) in einem sich zwischen den zwischen den Eckbereichen (5) erstreckenden
Diagonalen ergebenden Zwischenraum angeordnet ist, insbesondere wobei der weitere
Schmelzleiter (14) eine andere, vorzugsweise geringere Breite als der Schmelzleiter
(3) aufweist.