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WO2004013881A1 - Fuse - Google Patents

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Info

Publication number
WO2004013881A1
WO2004013881A1 PCT/CH2003/000469 CH0300469W WO2004013881A1 WO 2004013881 A1 WO2004013881 A1 WO 2004013881A1 CH 0300469 W CH0300469 W CH 0300469W WO 2004013881 A1 WO2004013881 A1 WO 2004013881A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fuse
winding body
energy material
die
securing element
Prior art date
Application number
PCT/CH2003/000469
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Uwe Kaltenborn
Felix Greuter
Pal Kristian Skryten
Original Assignee
Abb Research Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Abb Research Ltd filed Critical Abb Research Ltd
Priority to AU2003245787A priority Critical patent/AU2003245787A1/en
Publication of WO2004013881A1 publication Critical patent/WO2004013881A1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/04—Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/05—Component parts thereof
    • H01H85/165—Casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/04—Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/05—Component parts thereof
    • H01H85/18—Casing fillings, e.g. powder
    • H01H85/185—Insulating members for supporting fusible elements inside a casing, e.g. for helically wound fusible elements

Definitions

  • the invention is based on a fuse according to the common preamble of claims 1, 5, 6 and 7.
  • a fuse contains a winding body on which a fuse element made of an electrically conductive, fusible material is wound in an electrically conductive manner with two power connections. Furthermore, the fuse has a support body held on the winding body and receiving high-energy material. Above a limit temperature, which is determined by heating the fuse element with a long-lasting overcurrent, the high-energy material causes the fuse element to melt and thus limit and / or switch off the overcurrent.
  • Such a fuse generally contains several limiting points connected in series and is mainly used in medium and high voltage networks, but can also be used in the low voltage range (10 V to 1 kV) and can be loaded with rated currents up to 10 kA and tripping currents up to 300 kA.
  • a fuse of the type mentioned at the outset is described in EP 121 881 A2.
  • This fuse has an axially symmetrical winding body 20 with an X-shaped cross-sectional profile.
  • On the wobble body there are arranged in the axial direction spaced apart annularly shaped, ceramic support body 38 with an annular groove for receiving fuel 34.
  • the fuel 34 is in thermal contact with a safety wire 19 and can be activated via a trigger wire 52 with ignition points 45.
  • the wire strip is wound on an axially symmetrical electrically insulating winding body and carries capsules filled at regular intervals with a high-energy material, such as a nitro compound from the group of guanides, which are arranged in axially guided grooves of the winding body.
  • a high-energy material such as a nitro compound from the group of guanides
  • the two ends of the strip are each connected to one of two fuse power connections.
  • the wound winding body is housed in a housing filled with arc extinguishing agent, such as quartz sand in particular. If a long-lasting low-current overcurrent occurs, the fuse element is heated and the high-energy material is thus heated to the ignition temperature. When the ignition temperature is reached, the high-energy material is activated and the fuse element carrying the overcurrent is melted.
  • the overcurrent is limited, arcs are suppressed by the extinguishing agent and the overcurrent is finally interrupted.
  • the high-energy material in the form of a gel-like liquid is either spread directly onto the securing element or the securing element is immersed in the high-energy material.
  • the solvent is then evaporated from the high-energy material.
  • the one provided with the high-energy material Securing element dried in a heating cabinet at temperatures of typically 80 ° C for a period of at least 24 h.
  • the thickness of the layer of dried high-energy material that forms is difficult to control, so that often more high-energy material is applied than is necessary.
  • these solutions are not recommended for economical mass production. This is mainly because the manufacturing process is lengthy and because large amounts of high-energy materials are needed in the liquefied state.
  • the dried high-energy material can be processed completely safely. In the liquefied state, however, there is a great potential for danger due to the solvent, which can only be effectively controlled with complex safety measures.
  • the object of the invention is to provide a fuse of the type mentioned at the outset, which can be produced economically in a process suitable for mass production and with any triggering characteristic.
  • a die made of elastically deformable, electrically insulating material is held on the winding body as a supporting body, into which die a cavity for receiving the high-energy material is molded and which die is inserted into a groove in the radial direction of two successive ones in the circumferential direction guided ribs of the winding body is limited.
  • the carrier body has at least two matrices made of elastically deformable, electrically insulating material, each of which is designed as a segment of a covering, which are pushed onto the winding body, or the carrier body is designed as an elastically deformable, electrically insulating band, which band with the high-energy material has filled cavities and is wound onto the winding body, or the winding body is segmented and has at least two matrices made of elastically deformable, electrically insulating material, which form the support body and into which cavities receiving the high-energy material are molded.
  • the fuse according to the invention as an independent basic component, depending on the embodiment, has a support body made of elastically deformable, electrically insulating material and filled with high-energy material, the manufacture of the fuse can be made considerably easier.
  • matrices or tapes forming the supporting body can be produced completely independently of the manufacturing process of the security device according to the invention, for example by a supplier experienced in handling explosive substances.
  • the amount of high-energy material can be dosed very precisely and, with low consumption of expensive high-energy material, matrices and strips with a matching design and physical properties can be achieved within narrow tolerance ranges.
  • the matrices can be transported, stored and further processed without risk.
  • suitable matrices and tapes can then be selected from prefabricated matrices and tapes with predetermined dimensions and properties.
  • the manufacture of the desired fuse can then be carried out separately from the explosive processor in steps which are easy to handle in terms of production technology, such as fastening, plugging together, winding and contacting.
  • the material of the matrices and / or bands is elastically deformable, air gaps and cavities which are formed during the manufacture of the fuse and are undesirable for dielectric reasons can now be avoided particularly easily by elastic deformation of the matrices and / or bands. In critical situations, such gaps and cavities could result in an arc that forms during current limiting not spreading along the fuse element, but rather along an air-insulating material boundary surface and thus leading to a short circuit between fuse elements guided in parallel. In the case of a matrix made of ceramic, this requirement can be met by connecting the matrix to the winding body by means of a cement, a ceramic mass or an adhesive, for example based on silicone. However, the geometric parameters of the winding body and the die must have extremely small tolerances. When using elastically deformable material during manufacturing Gaps and cavities filled by elastic deformation of the die. The manufacturing tolerances can be much larger.
  • the die consists of insulating material ensures that high-energy material with conductive components can be used. Barriers between the cavity and one or more additional cavities result in cross-insulation of fuse elements running in parallel and thus prevent a short circuit between these elements.
  • the die has a fitting accuracy in the range of approximately 0.5 mm, that when it is filled with a liquid high-energy material, it withstands a subsequent drying process in a dimensionally stable manner, that no arcing occurs when exposed to arcing conductive material, such as soot, and that after the interruption of the arc, an insulating section corresponding to the system voltage of the fuse is built up.
  • the support body designed as a die is held in a groove of the winding body, it is advantageous that on the flanks of the groove adjacent sides of the die in the region of the cavity each have a wall recess serving to guide the securing element.
  • the securing element applied to the winding body by winding is then held very precisely on the winding body, which ensures safe operation of the fuse.
  • the elastically deformable material preferably contains a crosslinked silicone polymer or a mixture of crosslinked silicone polymers in which a filler based on a mineral compound or a mixture of several mineral compounds is embedded in powder form.
  • a filler based on a mineral compound or a mixture of several mineral compounds is embedded in powder form.
  • the proportion of the filler in the silicone polymer is in the range from 5% by weight to 95% by weight, preferably in the range from 40% by weight to 85% by weight, and in particular in the range from 60% by weight.
  • the filler has an average particle size in the range from 0.1 to 500 ⁇ m, preferably in the range from 10 to 250 ⁇ m and especially in the range from 20 up to 150 ⁇ m, preferably in the range from 30 to 130 ⁇ m, or in the range from 0.1 to 50 ⁇ m, preferably in the range from 0.5 ⁇ m to 10 ⁇ m, the matrix material also has arc-suppressing properties when a suitable filler is selected.
  • a filler metal oxide preferably aluminum and / or titanium oxide, glasses, mica, ceramic particles, boric acid, metal hydroxides, preferably aluminum hydroxide and / or magnesium hydroxide, and / or mineral substances containing water of hydration, preferably based on aluminum and / or magnesium oxide and / or magnesium carbonate are used, an arc extinguishing medium desired for a safe operation of the fuse is achieved.
  • An additional extinguishing agent such as typically sand, which thermally contacts the securing element in addition to the matrix material, is then generally no longer required.
  • another insulating material can also be used as the matrix material, such as ceramic, glass, oxide compacts [Al 2 O 3 , Al (OH) 3 , MgO, Mg (OH) 2 ], concrete or polymers.
  • An improvement in the triggering characteristic of the fuse, in particular the ignition behavior, can be achieved in that the side of the die facing away from the high-energy material is coated with a material which has a low thermal conductivity compared to the high-energy and the die material and which is also electrically insulating and arc-resistant should be.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a first embodiment of a
  • Active part of a fuse according to the invention with a supporting body held on a winding body and receiving high-energy material and a securing element wound on the winding body,
  • FIG. 3 shows a plan view of a section III-III through the die according to FIG. 2,
  • FIG. 4 shows a plan view of a section taken along the IV-IV through the die according to FIG.
  • FIG. 5 shows a first modified embodiment of the die according to FIG. 2,
  • FIG. 6 shows a second modified embodiment of the die according to FIG. 2
  • FIG. 7 shows a perspective view of a second embodiment of the
  • the four active parts shown in FIGS. 1, 7, 8 and 9 are each part of a fuse which can be loaded with nominal voltages from the medium or high voltage range.
  • the active part is generally housed in a housing (not shown in the figures) and has parallel-wound fuse elements 1 (only shown in FIG. 1) made from an electrically conductive, fusible flat wire, which are wound on an axially symmetrical winding body 2.
  • parallel-wound fuse elements 1 (only shown in FIG. 1) made from an electrically conductive, fusible flat wire, which are wound on an axially symmetrical winding body 2.
  • FIG. 1 only one winding of the fuse elements 1 and only one of these fuse elements is shown as a flat wire in FIG.
  • the beginning and end of the fuse elements are each connected to a power connection 3 or 4 of the fuse.
  • a plurality of securing elements 1 wound in parallel it is also possible, if appropriate, to provide only a single securing element.
  • the winding body 2 has a star-shaped profile and contains a cylindrical core 5 with attached ribs 6, which are guided in the radial direction. Two ribs, which follow one another in the circumferential direction, delimit a groove 7. A die 8 is inserted into this groove.
  • the die 8 is formed from an elastically deformable insulating material with arc-quenching properties, such as, for example, a filler-filled silicone polymer described in EP 1 162 640 A1 (filler, for example 80 percent by weight quartz, based on the insulating material), and has a cover surface 9 pointing radially outwards.
  • Cavities 10 of approximately trapezoidal cross-section which are guided in the winding direction, open into this cover surface 9 and are each filled with high-energy material 11 and each covered by a section of a turn of one of the securing elements 1. In the coverage area, high-energy material 11 and fuse element 1 are thermally contacted with one another under pressure.
  • the high-energy material has the task of releasing so much energy at a relatively low temperature of typically 180 to 240 ° C. that the fuse element 1 containing a metal with high electrical conductivity, such as silver, copper or aluminum, melts.
  • a suitable high-energy material is, for example, a stabilized nitro compound from the group of guanides.
  • the distance between the cavities 10 is selected such that the securing elements 1 come to rest on the cavities 10 filled with high-energy material during winding for a corresponding design of the fuse. Depending on the design of the fuse, the cavities extending in the winding direction are therefore at an angle of approximately 20 ° to 90 ° to the axis of the winding body 2.
  • the structure of the die 8 serving as a supporting body for the high-energy material is shown in FIGS. 2 to 4.
  • the matrix can be seen to have two long sides 12 and 13. After installation of the die 8 in the groove 7, these two sides bear against the flanks of the groove 7 which are guided in the manner of trapezoidal legs. In the direction of the trapezoidal legs, the sides have a length d 5 .
  • the distance d ⁇ of two cavities in the axial direction depends on the minimum still permissible distance between two adjacent securing elements 1.
  • the dimensions of the securing element 1 determine the width d 2 of the cavity 10 and the height d 3 of two in the area of each cavity 10 on the two sides 12 , 13 provided wall recess 14 or 15.
  • the securing element is aligned and held in these wall recesses.
  • the length d 5 -d of each side 12 or 13 of the die, which extends between the wall recess 14 or 15 and the rounded base of the groove 7, is greater than the depth of the ribs 6.
  • Sufficient contact pressure of the securing element against the high-energy material is thus achieved when the winding body 2 is wound.
  • the required amount of high-energy material is determined by the depth d of the cavity 10.
  • the shape of the winding body, in particular the shape and number of the ribs 6 and the diameter of the cylindrical core 5 are predetermined by the specified electrical nominal values of the fuse, for example the nominal voltage.
  • the matrix 8 is filled with the high-energy material 11 within a narrow tolerance range, regardless of the manufacturing process of securing, at a supplier experienced in handling explosive substances.
  • the amount of high-energy material can be dosed very precisely and, with low consumption of expensive high-energy material, matrices with a matching design and matching properties can be achieved within narrow tolerance ranges. Since the high-energy material is present in the matrices in a solvent-free form, the matrices can be transported, stored and further processed without any problems.
  • the suitable die 8 can then be selected from a large number of prefabricated dies with predetermined dimensions and properties. The manufacture of the desired fuse can then be detached from the explosive processor in an easily manageable manner
  • Steps. The steps include:
  • the formation of the die 8 made of silicone ensures that even if the geometric dimensions of the starting components for the manufacture of the fuse, such as the winding body 2 and die 8, are within very large tolerance ranges, an active part which is free of gaps and voids is easily formed by elastic deformation can be.
  • a base surface 16 of the die 8 resting on the rounded bottom of the groove 7 is likewise rounded, as can be seen from FIG.
  • the base surface 16, like the cover surface 9, can be flat and run parallel to the cover surface 9 (die according to FIG. 5).
  • the bottom of the groove 7 should then expediently be designed for dielectric reasons.
  • the top surface 9 can be rounded, in particular concavely curved.
  • the winding body 2 has not yet been wound with the securing element 1 and the winding body 2 is segmented.
  • Each of six segments of the winding body 1 is formed by a die 8, in which the cavities 10 filled with high-energy material 11 are molded.
  • the individual matrices 8 are positively assembled to form the winding body 2 and the winding body 2 is wound with the securing element 1 in such a way that the high-energy material and the securing element are thermally contacted with one another under pressure.
  • the die 8 is applied to the winding body 2 holding the securing element.
  • the high-energy material is then in thermal contact with the fuse element 1, which cannot be seen in FIG. 1.
  • a fuse housing surrounding the active part can then generally be omitted, since the outer circumferential surface of the active part then no longer contains the fuse element or several optionally provided fuse elements, but instead of insulating material , in particular a weatherproof filler-filled silicone, is formed.
  • the die is applied to the winding body by a die 8 formed by an elastically deformable band, the band containing the cavities 10 filled with the high-energy material 11 on one of its two sides.
  • This tape is pre-tensioned onto the winding body 2 holding the securing element in such a way that high-energy material 11 and securing element are thermally contacted with one another under pressure.
  • a separate fuse housing can also be omitted in this embodiment.
  • a generally powdered extinguishing agent such as sand, can be provided to improve the extinguishing behavior.
  • This extinguishing agent should all that may still be present in the fuse Fill in cavities and thermally contact exposed surfaces of the fuse element 1.
  • this extinguishing agent is located primarily between the wound winding body 2 and a fuse housing (not shown) which accommodates the wound body 2, but at the same time also fills all cavities present inside the housing.
  • the extinguishing agent covers the exposed surfaces of the fuse element 1. As a result, arcs occurring when limiting overcurrents are quickly extinguished. By filling all cavities with extinguishing agent, the dielectric properties of the fuse are improved.
  • an improvement in the ignition behavior of the high-energy material 11 and thus an improvement in the tripping characteristic can be achieved in that the side of the die 8 facing away from the high-energy material is coated with a material which has a low thermal conductivity compared to the high-energy and the die material.
  • This material should also be electrically insulating and resistant to arcing.
  • a corresponding effect can also be achieved by applying the material to the surface of the securing element 1 facing away from the high-energy material.

Landscapes

  • Fuses (AREA)

Abstract

The invention relates to a fuse containing a winding body (2) and a fuse element (1) which is wound onto the winding body (2) and is connected to two power connections (3, 4) in an electroconductive manner, said fuse element consisting of an electroconductive fusible material and a high-energy material (11) for fusing the fuse element (1) above a limiting temperature. A matrix (8) consisting of electrically insulating material and comprising at least one cavity (10) extending in the winding direction is held on the winding body (2). Said cavity (10) is filled with high-energy material (11) and is covered by the fuse (1) in such a way that the high-energy material (11) and the fuse element (1) can be thermally brought into contact under pressure. As the matrix (8) carrying the high-energy material (11) can be produced in a separate production process, the fuse can not only be extremely economically produced, but can also be easily adapted to a triggering characteristic which is used for special current limiting tasks.

Description

B E S C H R E I B U N G DESCRIPTION
Sicherungfuse
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer Sicherung nach dem gemeinsamen Oberbegriff der Patentansprüche 1 , 5, 6 und 7. Eine solche Sicherung enthält einen Wickelkörper, auf den ein mit zwei Stromanschlüssen elektrisch leitend verbundenes Sicherungselement aus einem elektrisch leitenden, schmelzbaren Material aufgewickelt ist. Ferner weist die Sicherung einen am Wickelkörper gehaltenen und Hochenergiematerial aufnehmenden Tragkörper auf. Das Hochenergiematerial bewirkt oberhalb einer Grenztemperatur, die durch Aufheizen des Sicherungselementes mit einem langandauernden Überstrom bestimmt ist, das Aufschmelzen des Sicherungselements und damit ein Begrenzen und/oder Abschalten des Überstroms.The invention is based on a fuse according to the common preamble of claims 1, 5, 6 and 7. Such a fuse contains a winding body on which a fuse element made of an electrically conductive, fusible material is wound in an electrically conductive manner with two power connections. Furthermore, the fuse has a support body held on the winding body and receiving high-energy material. Above a limit temperature, which is determined by heating the fuse element with a long-lasting overcurrent, the high-energy material causes the fuse element to melt and thus limit and / or switch off the overcurrent.
Eine derartige Sicherung enthält im allgemeinen mehrere in Serie geschaltete Begrenzungsstellen und wird überwiegend in Mittel- und Hochspannungsnetzen eingesetzt, kann aber auch im Niederspannungsbereich (10 V bis 1 kV) verwendet und dort mit Nennströmen bis 10 kA und Abschaltströmen bis 300 kA belastet werden.Such a fuse generally contains several limiting points connected in series and is mainly used in medium and high voltage networks, but can also be used in the low voltage range (10 V to 1 kV) and can be loaded with rated currents up to 10 kA and tripping currents up to 300 kA.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Eine Sicherung der eingangs genannten Art ist in EP 121 881 A2 beschrieben. Diese Sicherung weist einen axialsymmetrischen Wickelkörper 20 mit einem nach Art eines X ausgebildetem Querschnittsprofil auf. Auf dem WΪckelkörper sind in axialer Richtung voneinander beabstandet ringförmig ausgebildete, keramische Tragkörper 38 mit einer Ringnut zur Aufnahme von Brennmaterial 34 angeordnet. Das Brennmaterial 34 steht in Wärmekontakt mit einem Sicherungsdraht 19 und kann über einen Triggerdraht 52 mit Zündstellen 45 aktiviert werden. Eine weitere Sicherung ist in den Figuren 4a und 4b von DE 198 24 851 A1 beschrieben. Bei dieser Sicherung ist ein Sicherungselement als Drahtstreifen ausgeführt. Der Drahtstreifen ist auf einen axialsymmetrisch ausgeführten elektrisch isolierenden Wickelkörper aufgewickelt und trägt in regelmässigen Abständen mit einem Hochenergiematerial, etwa einer Nitroverbindung aus der Gruppe der Guanide, gefüllte Kapseln, welche in axial geführten Nuten des Wickelkörpers angeordnet sind. Die beiden Enden des Streifens sind jeweils mit einem von zwei Stromanschlüssen der Sicherung verbunden. Der bewickelte Wickelkörper ist in einem mit Lichtbogenlöschmittel, wie insbesondere Quarzsand, gefüllten Gehäuse untergebracht. Beim Auftreten eines langandauernden Überstroms geringer Stärke wird das Sicherungselement erwärmt und damit das Hochenergiematerial auf Zündtemperatur aufgeheizt. Beim Erreichen der Zündtemperatur wird das Hochenergiematerial aktiviert und das überstromführende Sicherungselement aufgeschmolzen. Hierbei wird der Überstrom begrenzt, werden auftretende Lichtbögen durch das Löschmittel unterdrückt und wird der Überstrom so schliesslich unterbrochen.A fuse of the type mentioned at the outset is described in EP 121 881 A2. This fuse has an axially symmetrical winding body 20 with an X-shaped cross-sectional profile. On the wobble body, there are arranged in the axial direction spaced apart annularly shaped, ceramic support body 38 with an annular groove for receiving fuel 34. The fuel 34 is in thermal contact with a safety wire 19 and can be activated via a trigger wire 52 with ignition points 45. Another fuse is described in FIGS. 4a and 4b of DE 198 24 851 A1. With this fuse, a fuse element is designed as a wire strip. The wire strip is wound on an axially symmetrical electrically insulating winding body and carries capsules filled at regular intervals with a high-energy material, such as a nitro compound from the group of guanides, which are arranged in axially guided grooves of the winding body. The two ends of the strip are each connected to one of two fuse power connections. The wound winding body is housed in a housing filled with arc extinguishing agent, such as quartz sand in particular. If a long-lasting low-current overcurrent occurs, the fuse element is heated and the high-energy material is thus heated to the ignition temperature. When the ignition temperature is reached, the high-energy material is activated and the fuse element carrying the overcurrent is melted. Here, the overcurrent is limited, arcs are suppressed by the extinguishing agent and the overcurrent is finally interrupted.
Bei dieser Sicherung wird zum Aufschmelzen des Sicherungselements eine mit Explosivstoff gefüllte Kapselung benötigt und wird darüber hinaus diese Kapselung zudem noch auf dem Sicherungselement fixiert. Dies verteuert die Herstellung der Sicherung nicht nur beträchtlich, sondern ermöglich thermischen Kontakt zwischen dem Sicherungselement und dem Hochenergiematerial nur über die Kapselung. Ein zum Erreichen der Zündtemperatur und damit zum rechtzeitigen Zünden des Hochenergiematerials erforderlicher grosser Wärmefluss ist so erschwert. Das Sicherungselement wird sich daher über die eingestellte Zündtemperatur hinaus erhitzen, um das Hochenergiematerial zu zünden. Im allgemeinen ist daher bei dieser Sicherung mit einer längeren Vorzündzeit zu rechnen, wodurch die Güte der Auslösecharakteristik der Sicherung reduziert wird.With this fuse, an encapsulation filled with explosive is required to melt the securing element and, moreover, this encapsulation is also fixed on the securing element. This not only makes the fuse more expensive, but also enables thermal contact between the fuse element and the high-energy material only via the encapsulation. A large heat flow required to reach the ignition temperature and thus timely ignition of the high-energy material is thus made more difficult. The fuse element will therefore heat up beyond the set ignition temperature in order to ignite the high-energy material. In general, a longer pre-ignition time can therefore be expected with this fuse, as a result of which the quality of the triggering characteristic of the fuse is reduced.
Um das Problem eines grossen Wärmeflusses zu lösen, wurden bisher zwei Lösungen vorgeschlagen. Das in Form einer gelartigen Flüssigkeit vorliegende Hochenergiematerial wird entweder direkt auf das Sicherungselement aufgestrichen oder aber das Sicherungselement wird in das Hochenergiematerial getaucht. Anschliessend wird Lösungsmittel aus dem Hochenergiematerial verdunstet. Hierzu wird das mit dem Hochenergiematerial versehene Sicherungselement in einem Wärmeschrank bei Temperaturen von typischerweise 80°C über einen Zeitraum von mindestens 24 h getrocknet. Die Dicke der sich hierbei bildenden Schicht von getrocknetem Hochenergiematerial ist jedoch nur schwer zu kontrollieren, so dass häufig mehr Hochenergiematerial als notwendig aufgetragen wird. Aus Kostengründen und aus sicherheitstechnischen Gründen sind diese Lösungen jedoch für eine wirtschaftliche Massenfertigung nicht zu empfehlen. Dies vor allem deswegen, da der Herstellprozess langwierig ist, und da grosse Mengen an Hochenergiematenal in verflüssigtem Zustand benötigt werden. Das Hochenergiematerial kann im getrockneten Zustand zwar völlig gefahrlos verarbeitet werden. Im verflüssigten Zustand besteht wegen des Lösungsmittels hingegen ein grosses Gefahrenpotential, das nur mit aufwendigen Sicherheitsmassnahmen wirksam kontrolliert werden kann.To solve the problem of large heat flow, two solutions have been proposed so far. The high-energy material in the form of a gel-like liquid is either spread directly onto the securing element or the securing element is immersed in the high-energy material. The solvent is then evaporated from the high-energy material. For this, the one provided with the high-energy material Securing element dried in a heating cabinet at temperatures of typically 80 ° C for a period of at least 24 h. However, the thickness of the layer of dried high-energy material that forms is difficult to control, so that often more high-energy material is applied than is necessary. For cost and safety reasons, however, these solutions are not recommended for economical mass production. This is mainly because the manufacturing process is lengthy and because large amounts of high-energy materials are needed in the liquefied state. The dried high-energy material can be processed completely safely. In the liquefied state, however, there is a great potential for danger due to the solvent, which can only be effectively controlled with complex safety measures.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION
Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche in wirtschaftlicherweise in einem für eine Massenfertigung geeigneten Verfahren und mit einer beliebigen Auslösecharakteristik hergestellt werden kann.The object of the invention, as specified in the patent claims, is to provide a fuse of the type mentioned at the outset, which can be produced economically in a process suitable for mass production and with any triggering characteristic.
Bei der erfindungsgemässen Sicherung ist am Wickelkörper als Tragkörper eine Matrize aus elastisch verformbarem, elektrisch isolierendem Material gehalten, in welche Matrize eine Kavitat zur Aufnahme des Hochenergiematerials eingeformt ist und welche Matrize eingesetzt ist in eine Nut, die von zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden, in radialer Richtung geführten Rippen des Wickelkörpers begrenzt ist. Alternativ weist bei der erfindungsgemässen Sicherung der Tragkörper mindestens zwei jeweils als Segment einer Umhüllung ausgeführte Matrizen aus elastisch verformbarem, elektrisch isolierendem Material auf, welche auf den Wickelkörper aufgeschoben sind oder ist der Tragkörper als elastisch verformbares, elektrisch isolierendes Band ausgeführt, welches Band mit dem Hochenergiematerial gefüllte Kavitäten aufweist und auf den Wickelkörper aufgewickelt ist, oder ist der Wickelkörper segmentiert ausgebildet und weist mindestens zwei Matrizen aus elastisch verformbaren, elektrisch isolierendem Material auf, die den Tragkörper bilden und in welche das Hochenergiematerial aufnehmende Kavitäten eingeformt sind. Da die erfindungsgemässe Sicherung als eigenständige Basiskomponente je nach Ausführungsform einen mit Hochenergiematerial befüllten Tragkörper aus elastisch verformbarem, elektrisch isolierendem Material aufweist, kann die Fertigung der Sicherung ganz wesentlich erleichtert werden. Zum einen können den Tragkörper bildende Matrizen oder Bänder zeitlich und örtlich vollkommen unabhängig vom Fertigungsprozess der erfindungsgemässen Sicherung, beispielsweise bei einem im Umgang mit explosiven Stoffen erfahrenen Zulieferer, hergestellt werden. Hierbei kann die Menge an Hochenergiematerial sehr genau dosiert werden und es können so bei geringem Verbrauch an teurem Hochenergiematerial innerhalb enger Toleranzbereiche Matrizen und Bänder mit übereinstimmendem Design und übereinstimmenden physikalischen Eigenschaften erreicht werden. Da in den Matrizen und Bändern das Hochenergiematerial in lösungsmittelfreier Form vorliegt, können die Matrizen gefahrenfrei transportiert, gelagert und weiterverarbeitet werden. Bei der Fertigung einer erfindungsgemässen Sicherung mit einer vom Anwender der Sicherung vorgegebenen Spezifikation, können dann aus vorgefertigten Matrizen und Bändern mit vorbestimmten Abmessungen und Eigenschaften geeignete Matrizen und Bänder ausgewählt werden. Die Fertigung der erwünschten Sicherung kann dann losgelöst vom Explosivstoffverarbeiter in fertigungstechnisch leicht zu handhabenden Schritten, wie Befestigen, Zusammenstecken, Bewickeln und Kontaktieren, durchgeführt werden.In the fuse according to the invention, a die made of elastically deformable, electrically insulating material is held on the winding body as a supporting body, into which die a cavity for receiving the high-energy material is molded and which die is inserted into a groove in the radial direction of two successive ones in the circumferential direction guided ribs of the winding body is limited. Alternatively, in the securing according to the invention, the carrier body has at least two matrices made of elastically deformable, electrically insulating material, each of which is designed as a segment of a covering, which are pushed onto the winding body, or the carrier body is designed as an elastically deformable, electrically insulating band, which band with the high-energy material has filled cavities and is wound onto the winding body, or the winding body is segmented and has at least two matrices made of elastically deformable, electrically insulating material, which form the support body and into which cavities receiving the high-energy material are molded. Since the fuse according to the invention, as an independent basic component, depending on the embodiment, has a support body made of elastically deformable, electrically insulating material and filled with high-energy material, the manufacture of the fuse can be made considerably easier. On the one hand, matrices or tapes forming the supporting body can be produced completely independently of the manufacturing process of the security device according to the invention, for example by a supplier experienced in handling explosive substances. Here, the amount of high-energy material can be dosed very precisely and, with low consumption of expensive high-energy material, matrices and strips with a matching design and physical properties can be achieved within narrow tolerance ranges. Since the high-energy material is present in the matrices and belts in a solvent-free form, the matrices can be transported, stored and further processed without risk. In the production of a fuse according to the invention with a specification specified by the user of the fuse, suitable matrices and tapes can then be selected from prefabricated matrices and tapes with predetermined dimensions and properties. The manufacture of the desired fuse can then be carried out separately from the explosive processor in steps which are easy to handle in terms of production technology, such as fastening, plugging together, winding and contacting.
Dadurch, dass das Material der Matrizen und/oder Bänder elastisch verformbar ist, können bei der Fertigung der Sicherung gebildete, aus dielektrischen Gründen unerwünschte Luftspalte und Hohlräume nun besonders leicht durch elastische Verformung der Matrizen und/oder Bänder vermieden werden. Solche Spalte und Hohlräume könnten bei kritischen Situationen dazu führen, dass sich ein beim Strombegrenzen bildender Lichtbogen nicht entlang dem Sicherungselement ausbreitet, sondern entlang einer Luft-Isolierstoff-Grenzf lache und so zum Kurzschluss zwischen parallel geführten Sicherungselementen führt. Bei einer Matrize aus Keramik kann diese Forderung durch das Verbinden der Matrize mit dem Wickelkörper mittels eines Kitts, einer Keramikmasse oder eines Klebstoffs, etwa auf der Basis Silikon, erfüllt werden. Dabei müssen aber die geometrischen Parameter von Wickelkörper und Matrize ausserst geringe Toleranzen aufweisen. Bei der Verwendung von elastisch verformbarem Material werden bei der Fertigung Spalte und Hohlräume durch elastische Verformung der Matrize ausgefüllt. Die Fertigungstoleranzen können so wesentlich grosser sein.Because the material of the matrices and / or bands is elastically deformable, air gaps and cavities which are formed during the manufacture of the fuse and are undesirable for dielectric reasons can now be avoided particularly easily by elastic deformation of the matrices and / or bands. In critical situations, such gaps and cavities could result in an arc that forms during current limiting not spreading along the fuse element, but rather along an air-insulating material boundary surface and thus leading to a short circuit between fuse elements guided in parallel. In the case of a matrix made of ceramic, this requirement can be met by connecting the matrix to the winding body by means of a cement, a ceramic mass or an adhesive, for example based on silicone. However, the geometric parameters of the winding body and the die must have extremely small tolerances. When using elastically deformable material during manufacturing Gaps and cavities filled by elastic deformation of the die. The manufacturing tolerances can be much larger.
Dadurch, dass die Matrize aus isolierendem Material besteht, ist gewährleistet, dass Hochenergiematerial mit leitfähigen Bestandteilen eingesetzt werden kann. Barrieren zwischen der Kavitat und einer oder mehrerer weiterer Kavitäten bewirken eine Querisolierung von parallel geführten Sicherungselementen und verhindern so einen Kurzschluss zwischen diesen Elementen. Aus Gründen einer ausreichend guten Betriebssicherheit der erfindungsgemässen Sicherung sollte jedoch beachtet werden, dass die Matrize eine Passgenauigkeit im Bereich von ca. 0,5 mm aufweist, dass sie beim Befüllen mit einem flüssigen Hochenergiematerial einen nachfolgenden Trocknungsprozess das Hochenergiematerials formstabil übersteht, dass bei Lichtbogeneinwirkung kein leitfähiges Material, wie etwa Russ entsteht, und dass nach Unterbrechung des Lichtbogens eine der Systemspannung der Sicherung entsprechende Isolierstrecke aufgebaut ist.The fact that the die consists of insulating material ensures that high-energy material with conductive components can be used. Barriers between the cavity and one or more additional cavities result in cross-insulation of fuse elements running in parallel and thus prevent a short circuit between these elements. For reasons of a sufficiently good operational safety of the fuse according to the invention, however, it should be noted that the die has a fitting accuracy in the range of approximately 0.5 mm, that when it is filled with a liquid high-energy material, it withstands a subsequent drying process in a dimensionally stable manner, that no arcing occurs when exposed to arcing conductive material, such as soot, and that after the interruption of the arc, an insulating section corresponding to the system voltage of the fuse is built up.
Ist der als Matrize ausgebildete Tragkörper in einer Nut des Wickelkörpers gehalten, so ist es vorteilhaft, dass an den Flanken der Nut anliegenden Seiten der Matrize im Bereich der Kavitat jeweils eine der Führung des Sicherungselements dienende Wandausnehmung aufweisen. Das durch Wickeln auf den Wickelkörper aufgebrachte Sicherungselement ist dann ausserst präzise am Wickelkörper gehalten, wodurch ein sicherer Betrieb der Sicherung gewährleistet ist.If the support body designed as a die is held in a groove of the winding body, it is advantageous that on the flanks of the groove adjacent sides of the die in the region of the cavity each have a wall recess serving to guide the securing element. The securing element applied to the winding body by winding is then held very precisely on the winding body, which ensures safe operation of the fuse.
Es empfiehlt sich, die zwischen der Wandausnehmung und dem Grund der Nut erstreckte Länge jeder Seite der Matrize grosser als die Tiefe der Rippen zu bemessen, da so beim Ablegen des Sicherungselementes während des Wickeins ein erwünscht grosser Anpressdruck zwischen dem Sicherungselement und dem in der Kavitat vorgesehenen Hochenergiematerial erreicht wird. Ein über das gesamte Hochenergiematerial gleichmässig gross wirkender Anpressdruck stellt sich ein, wenn die radial nach aussen weisende Fläche der Matrize konkav gekrümmt ausgebildet ist.It is advisable to dimension the length of each side of the die between the wall recess and the base of the groove to be greater than the depth of the ribs, since when the securing element is put down during wrapping, a desired large contact pressure between the securing element and that provided in the cavity is dimensioned High energy material is achieved. A contact pressure which acts uniformly over the entire high-energy material is established if the radially outward-facing surface of the die is of concave curvature.
Vorzugsweise enthält das elastisch verformbare Material ein vernetztes Silikonpolymer oder ein Gemisch vernetzter Silikonpolymere, in welches ein Füllstoff auf der Basis einer mineralischen Verbindung oder eines Gemisches mehrerer mineralischer Verbindungen in pulvriger Form eingebettet ist. Insbesondere dann, wenn der Anteil des Füllstoffs im Silikonpolymer im Bereich von 5 Gew.-% bis 95 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 40 Gew.-% bis 85 Gew.-%, und insbesondere im Bereich von 60 Gew.-% bis 80 Gew.-%, berechnet auf das Gesamtgewicht von Füllstoff und Polymer, liegt, und der Füllstoff eine durchschnittliche Partikelgrösse im Bereich von 0,1 bis 500 μm, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 250 μm aufweist und speziell im Bereich von 20 bis 150 μm, vorzugsweise im Bereich von 30 bis 130 μm, oder im Bereich von 0,1 bis 50 μm, vorzugsweise im Bereich von 0,5 μm bis 10 μm aufweist, weist das Matrizenmaterial bei Wahl eines geeigneten Füllstoffs zugleich lichtbogenunterdrückende Eigenschaften auf. Insbesondere dann, wenn als Füllstoff Metalloxid, vorzugsweise Aluminium- und/oder Titanoxid, Gläser, Glimmer, Keramik-Partikel, Borsäure, Metallhydroxide, vorzugsweise Aluminiumhydroxid und/oder Magnesiumhydroxid, und/oder Hydratwasser enthaltende mineralische Stoffe, vorzugsweise auf der Basis von Aluminium- und/oder Magnesiumoxid und/oder Magnesiumcarbonat, verwendet werden, wird so ein für einen sicheren Betrieb der Sicherung erwünschtes Lichtbogenlöschmedium erreicht. Ein neben dem Matrizenmaterial das Sicherungselement thermisch kontaktierendes, zusätzliches Löschmittel, wie typischerweise Sand, ist dann im allgemeinen nicht mehr erforderlich. Alternativ kann als Matrizenmaterial aber auch ein anderer isolierender Werkstoff eingesetzt werden, wie etwa Keramik, Glas, Oxidpresslinge [AI2O3, AI(OH)3, MgO, Mg(OH)2], Beton oder Polymere.The elastically deformable material preferably contains a crosslinked silicone polymer or a mixture of crosslinked silicone polymers in which a filler based on a mineral compound or a mixture of several mineral compounds is embedded in powder form. Particularly when the proportion of the filler in the silicone polymer is in the range from 5% by weight to 95% by weight, preferably in the range from 40% by weight to 85% by weight, and in particular in the range from 60% by weight. % to 80% by weight, calculated on the total weight of filler and polymer, and the filler has an average particle size in the range from 0.1 to 500 μm, preferably in the range from 10 to 250 μm and especially in the range from 20 up to 150 μm, preferably in the range from 30 to 130 μm, or in the range from 0.1 to 50 μm, preferably in the range from 0.5 μm to 10 μm, the matrix material also has arc-suppressing properties when a suitable filler is selected. In particular, when as a filler metal oxide, preferably aluminum and / or titanium oxide, glasses, mica, ceramic particles, boric acid, metal hydroxides, preferably aluminum hydroxide and / or magnesium hydroxide, and / or mineral substances containing water of hydration, preferably based on aluminum and / or magnesium oxide and / or magnesium carbonate are used, an arc extinguishing medium desired for a safe operation of the fuse is achieved. An additional extinguishing agent, such as typically sand, which thermally contacts the securing element in addition to the matrix material, is then generally no longer required. Alternatively, another insulating material can also be used as the matrix material, such as ceramic, glass, oxide compacts [Al 2 O 3 , Al (OH) 3 , MgO, Mg (OH) 2 ], concrete or polymers.
Eine Verbesserung der Auslösecharakteristik der Sicherung, insbesondere des Anzündverhaltens, kann dadurch erreicht werden, dass die vom Hochenergiematerial abgewandte Seite der Matrize mit einem Werkstoff beschichtet ist, welcher verglichen mit dem Hochenergie- und dem Matrizenmaterial eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist und welcher zugleich elektrisch isolierend und lichtbogenbeständig sein sollte. BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENAn improvement in the triggering characteristic of the fuse, in particular the ignition behavior, can be achieved in that the side of the die facing away from the high-energy material is coated with a material which has a low thermal conductivity compared to the high-energy and the die material and which is also electrically insulating and arc-resistant should be. DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt, und zwar zeigt:Exemplary embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawings, namely:
Fig.1 in perspektivischer Darstellung eine erste Ausführungsform eines1 shows a perspective view of a first embodiment of a
Aktivteils einer erfindungsgemässen Sicherung mit einem an einem Wickelkörper gehaltenen, Hochenergiematerial aufnehmenden Tragkörper und einem auf den Wickelkörper gewickelten Sicherungselement,Active part of a fuse according to the invention with a supporting body held on a winding body and receiving high-energy material and a securing element wound on the winding body,
Fig.2 einen Abschnitt einer im Tragkörper gemäss Figur 1 vorgesehenen2 shows a portion of a provided in the support body according to Figure 1
Matrize, die jedoch noch kein Hochenergiematerial enthält,Die, which does not yet contain any high-energy material,
Fig.3 eine Aufsicht auf einen längs lll-lll geführten Schnitt durch die Matrize nach Figur 2,3 shows a plan view of a section III-III through the die according to FIG. 2,
Fig.4 eine Aufsicht auf einen längs IV-IV geführten Schnitt durch die Matrize nach Fig.24 shows a plan view of a section taken along the IV-IV through the die according to FIG
Fig.5 ein erste abgeänderte Ausführungsform der Matrize nach Figur 2,5 shows a first modified embodiment of the die according to FIG. 2,
Fig.6 ein zweite abgeänderte Ausführungsform der Matrize nach Figur 26 shows a second modified embodiment of the die according to FIG. 2
Fig.7 in perspektivischer Darstellung eine zweite Ausführungsform des7 shows a perspective view of a second embodiment of the
Aktivteils der erfindungsgemässen Sicherung mit einem aus mehreren Segmenten zusammengesetzten Wickelkörper, welcher noch nicht mit dem Sicherungselement bewickelt ist ,Active part of the fuse according to the invention with a winding body composed of several segments, which has not yet been wound with the securing element,
Fig.8 eine in Richtung einer Symmetrieachse geführte Aufsicht auf ein8 shows a supervision in the direction of an axis of symmetry
Aktivteil einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemässen Sicherung, undActive part of a third embodiment of the fuse according to the invention, and
Fig.9 eine in Richtung einer Symmetrieachse geführte Aufsicht auf ein9 shows a top view in the direction of an axis of symmetry
Aktivteil einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemässen Sicherung. WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGActive part of a fourth embodiment of the fuse according to the invention. WAYS OF CARRYING OUT THE INVENTION
In allen Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleichwirkende Teile. Die in den Figuren 1 , 7, 8 und 9 dargestellten vier Aktivteile sind jeweils Teil einer mit Nennspannungen aus dem Mittel- oder Hochspannungsbereich belastbaren Sicherung. Das Aktivteil ist im allgemeinen in einem in den Figuren nicht dargestellten Gehäuse untergebracht und weist aus einem stromleitenden, schmelzbaren Flachdraht gefertigte, parallel gewickelte Sicherungselemente 1 auf (nur in Fig.1 dargestellt), welche auf einen axialsymmetrisch ausgeführten Wickelkörper 2 aufgewickelt sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in Fig.1 nur jeweils eine Wicklung der Sicherungselemente 1 und von diesen Sicherungselementen nur eines als Flachdraht dargestellt. Anfang und Ende der Sicherungselemente sind jeweils mit einem Stromanschluss 3 bzw. 4 der Sicherung verbunden. Anstelle mehrerer parallel gewickelter Sicherungselemente 1 kann gegebenenfalls auch nur ein einziges Sicherungselement vorgesehen sein.In all figures, the same reference numerals refer to parts having the same effect. The four active parts shown in FIGS. 1, 7, 8 and 9 are each part of a fuse which can be loaded with nominal voltages from the medium or high voltage range. The active part is generally housed in a housing (not shown in the figures) and has parallel-wound fuse elements 1 (only shown in FIG. 1) made from an electrically conductive, fusible flat wire, which are wound on an axially symmetrical winding body 2. For the sake of clarity, only one winding of the fuse elements 1 and only one of these fuse elements is shown as a flat wire in FIG. The beginning and end of the fuse elements are each connected to a power connection 3 or 4 of the fuse. Instead of a plurality of securing elements 1 wound in parallel, it is also possible, if appropriate, to provide only a single securing element.
Der Wickelkörper 2 weist sternförmiges Profil auf und enthält einen zylinderförmigen Kern 5 mit daran angesetzten, in radialer Richtung geführten Rippen 6. Je zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Rippen begrenzen eine Nut 7. in diese Nut ist eine Matrize 8 eingesetzt. Die Matrize 8 ist von einem elastisch verformbaren Isoliermaterial mit lichtbogenlöschenden Eigenschaften gebildet, wie beispielsweise einem in EP 1 162 640 A1 beschriebenen füllstoffgefüllten Silikonpolymer (Füllstoff beispielsweise 80 Gewichtsprozent Quarz, bezogen auf das Isoliermaterial), und weist mit einer Deckfläche 9 radial nach aussen. In diese Deckfläche 9 münden in Wicklungsrichtung geführte Kavitäten 10 von annähernd trapezförmigem Querschnitt ein, welche jeweils mit Hochenergiematerial 11 gefüllt und jeweils von einem Abschnitt einer Windung eines der Sicherungselemente 1 bedeckt sind. Im Bedeckungsbereich sind Hochenergiematerial 11 und Sicherungselement 1 unter Druck thermisch miteinander kontaktiert.The winding body 2 has a star-shaped profile and contains a cylindrical core 5 with attached ribs 6, which are guided in the radial direction. Two ribs, which follow one another in the circumferential direction, delimit a groove 7. A die 8 is inserted into this groove. The die 8 is formed from an elastically deformable insulating material with arc-quenching properties, such as, for example, a filler-filled silicone polymer described in EP 1 162 640 A1 (filler, for example 80 percent by weight quartz, based on the insulating material), and has a cover surface 9 pointing radially outwards. Cavities 10 of approximately trapezoidal cross-section, which are guided in the winding direction, open into this cover surface 9 and are each filled with high-energy material 11 and each covered by a section of a turn of one of the securing elements 1. In the coverage area, high-energy material 11 and fuse element 1 are thermally contacted with one another under pressure.
Das Hochenergiematerial hat die Aufgabe bei einer relativ niedrigen Temperatur von typischerweise 180 bis 240 °C soviel Energie freizusetzen, dass das ein Metall grosser elektrischer Leitfähigkeit, wie Silber, Kupfer oder Aluminium, enthaltende Sicherungselement 1 aufschmilzt. Ein geeignetes Hochenergiematerial ist beispielsweise eine stabilisierte Nitroverbindung aus der Gruppe der Guanide. Der Abstand zwischen den Kavitäten 10 ist so gewählt, dass für ein entsprechendes Design der Sicherung die Sicherungselemente 1 beim Wickeln auf den mit Hochenergiematerial gefüllten Kavitäten 10 zu liegen kommen. Je nach Design der Sicherung liegen daher die in Windungsrichtung erstreckten Kavitäten unter einem Winkel von ca. 20° bis zu 90° zur Achse des Wickelkörpers 2.The high-energy material has the task of releasing so much energy at a relatively low temperature of typically 180 to 240 ° C. that the fuse element 1 containing a metal with high electrical conductivity, such as silver, copper or aluminum, melts. A suitable high-energy material is, for example, a stabilized nitro compound from the group of guanides. The The distance between the cavities 10 is selected such that the securing elements 1 come to rest on the cavities 10 filled with high-energy material during winding for a corresponding design of the fuse. Depending on the design of the fuse, the cavities extending in the winding direction are therefore at an angle of approximately 20 ° to 90 ° to the axis of the winding body 2.
Der Aufbau der als Tragkörper für das Hochenergiematerial dienenden Matrize 8 ist in den Figuren 2 bis 4 dargestellt. Ersichtlich weist die Matrize zwei Längsseiten 12 und 13 auf. Diese beiden Seiten liegen nach Einbau der Matrize 8 in die Nut 7 an den nach Art von Trapezschenkeln geführten Flanken der Nut 7 an. In Richtung der Trapezschenkel weisen die Seiten eine Länge d5auf. Der Abstand d^ zweier Kavitäten in Achsrichtung ist abhängig vom minimal noch zulässigen Abstand zwischen zwei benachbarten Sicherungselementen 1. Die Dimensionen des Sicherungselements 1 bestimmen die Breite d2 der Kavitat 10 und die Höhe d3 zweier im Bereich jeder Kavitat 10 in den beiden Seite 12, 13 vorgesehener Wandausnehmung 14 bzw. 15. In diesen Wandausnehmungen wird das Sicherungselement ausgerichtet und gehalten. Die zwischen der Wandausnehmung 14 bzw. 15 und dem gerundet ausgebildeten Grund der Nut 7 erstreckte Länge d5-d jeder Seite 12 bzw. 13 der Matrize ist grosser als die Tiefe der Rippen 6 bemessen. Es wird so beim Bewickeln des Wickelkörpers 2 ein ausreichender Anpressdruck des Sicherungselementes gegen das Hochenergiematerial erreicht. Durch die Tiefe d der Kavitat 10 wird die benötigte Menge an Hochenergiematerial bestimmt. Die Form des Wickelkörper, insbesondere die Form und Anzahl der Rippen 6 sowie der Durchmesser des zylinderförmigen Kerns 5 sind durch die vorgegebenen elektrischen Nennwerte der Sicherung, beispielsweise die Nennspannung, vorgegeben.The structure of the die 8 serving as a supporting body for the high-energy material is shown in FIGS. 2 to 4. The matrix can be seen to have two long sides 12 and 13. After installation of the die 8 in the groove 7, these two sides bear against the flanks of the groove 7 which are guided in the manner of trapezoidal legs. In the direction of the trapezoidal legs, the sides have a length d 5 . The distance d ^ of two cavities in the axial direction depends on the minimum still permissible distance between two adjacent securing elements 1. The dimensions of the securing element 1 determine the width d 2 of the cavity 10 and the height d 3 of two in the area of each cavity 10 on the two sides 12 , 13 provided wall recess 14 or 15. The securing element is aligned and held in these wall recesses. The length d 5 -d of each side 12 or 13 of the die, which extends between the wall recess 14 or 15 and the rounded base of the groove 7, is greater than the depth of the ribs 6. Sufficient contact pressure of the securing element against the high-energy material is thus achieved when the winding body 2 is wound. The required amount of high-energy material is determined by the depth d of the cavity 10. The shape of the winding body, in particular the shape and number of the ribs 6 and the diameter of the cylindrical core 5 are predetermined by the specified electrical nominal values of the fuse, for example the nominal voltage.
Die Matrize 8 wird unabhängig vom Fertigungsprozess der Sicherung bei einem im Umgang mit explosiven Stoffen erfahrenen Zulieferer innerhalb enger Toleranzbereiche mit dem Hochenergiematerial 11 gefüllt. Die Menge an Hochenergiematerial kann sehr genau dosiert werden und es können so bei geringem Verbrauch an teurem Hochenergiematerial innerhalb enger Toleranzbereiche Matrizen mit übereinstimmendem Design und übereinstimmenden Eigenschaften erreicht werden. Da in den Matrizen das Hochenergiematerial in lösungsmittelfreier Form vorliegt, können die Matrizen problemlos transportiert, gelagert und weiterverarbeitet werden. Bei der Fertigung einer erfindungsgemässen Sicherung mit einer vom Anwender der Sicherung vorgegebenen Spezifikation, kann dann aus einer Vielzahl vorgefertigter Matrizen mit vorbestimmten Abmessungen und Eigenschaften die geeignete Matrize 8 ausgewählt werden. Die Fertigung der erwünschten Sicherung kann dann losgelöst vom Explosivstoffverarbeiter in fertigungstechnisch leicht zu handhabendenThe matrix 8 is filled with the high-energy material 11 within a narrow tolerance range, regardless of the manufacturing process of securing, at a supplier experienced in handling explosive substances. The amount of high-energy material can be dosed very precisely and, with low consumption of expensive high-energy material, matrices with a matching design and matching properties can be achieved within narrow tolerance ranges. Since the high-energy material is present in the matrices in a solvent-free form, the matrices can be transported, stored and further processed without any problems. During manufacturing an inventive fuse with a specification specified by the user of the fuse, the suitable die 8 can then be selected from a large number of prefabricated dies with predetermined dimensions and properties. The manufacture of the desired fuse can then be detached from the explosive processor in an easily manageable manner
Schritten hergestellt werden. Die Schritte umfassen:Steps. The steps include:
Einstecken der mit dem Hochenergiematerial 11 befüllten Matrize 8 sowie weitererInsert the die 8 filled with the high-energy material 11 and others
Matrizen in den Wickelkörper 2, geeignetes Bewickeln des Wickelkörpers 2 mit dem Sicherungselement 1 sowie gegebenenfalls weiterer Sicherungselemente 1 ,Matrices in the winding body 2, suitable winding of the winding body 2 with the securing element 1 and possibly further securing elements 1,
Umhüllen eines so hergestellten Sicherungsaktivteils mit einem gegebenenfalls noch zusätzliches Löschmittel aufnehmenden Gehäuse, und Kontaktieren der Enden des Sicherungselements 1 mit den StromanschlüssenEnclosing a fuse active part produced in this way with a housing, which may also contain additional extinguishing agent, and contacting the ends of the fuse element 1 with the power connections
3 und 4.3 and 4.
Durch Ausbildung der Matrize 8 aus Silikon ist gewährleistet, dass selbst dann, wenn die geometrischen Abmessungen von Ausgangskomponenten für die Fertigung der Sicherung, wie Wickelkörper 2 und Matrize 8, innerhalb sehr grosser Toleranzbereiche liegen, durch elastisches Verformen leicht ein spalt- und hohlraumfreies Aktivteil gebildet werden kann.The formation of the die 8 made of silicone ensures that even if the geometric dimensions of the starting components for the manufacture of the fuse, such as the winding body 2 and die 8, are within very large tolerance ranges, an active part which is free of gaps and voids is easily formed by elastic deformation can be.
Eine auf dem gerundeten Boden der Nut 7 aufliegende Basisfläche 16 der Matrize 8 ist - wie aus Fig.1 ersichtlich ist - ebenfalls gerundet ausgebildet. Alternativ kann die Basisfläche 16 ebenso wie die Deckfläche 9 eben ausgebildet sein und parallel zur Deckfläche 9 verlaufen (Matrize gemäss Fig.5). Der Grund der Nut 7 sollte dann aus dielektrischen Gründen zweckmässigerweise eben ausgeführt sein. Wie aus Fig.6 ersichtlich ist, kann die Deckfläche 9 gerundet, insbesondere konkav gekrümmt, ausgebildet sein. Zwischen dem Hochenergiematerial 11 und dem Sicherungselement 1 wird so beim Wickeln ein besonders guter Formschluss und damit ein besonders guter thermischer Kontakt erreicht.A base surface 16 of the die 8 resting on the rounded bottom of the groove 7 is likewise rounded, as can be seen from FIG. Alternatively, the base surface 16, like the cover surface 9, can be flat and run parallel to the cover surface 9 (die according to FIG. 5). The bottom of the groove 7 should then expediently be designed for dielectric reasons. As can be seen from FIG. 6, the top surface 9 can be rounded, in particular concavely curved. Between the high-energy material 11 and the securing element 1, a particularly good interlocking and thus a particularly good thermal contact is achieved during winding.
Bei der in Fig.7 dargestellten Ausführungsform des Aktivteils ist der Wickelkörper 2 noch nicht mit dem Sicherungselement 1 bewickelt und ist der Wickelkörper 2 segmentiert ausgebildet. Jedes von sechs Segmenten des Wickelkörpers 1 ist von einer Matrize 8 gebildet, in der die mit Hochenergiematerial 11 gefüllten Kavitäten 10 eingeformt sind. In Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Kavitäten 10 sind durch isolierende Trennwände 17 voneinander getrennt. Durch den segmentierten Aufbau des Wickelkörpers 2 aus Matrizen 8, können die einzelnen Matrizen zunächst einzeln mit flüssigem Hochenergiematerial befüllt werden, ohne das flüssiges Hochenergiematerial weglaufen kann. Nach dem Trocknen des Hochenergiematerials werden die einzelnen Matrizen 8 formschlüssig zum Wickelkörper 2 zusammengesetzt und der Wickelkörper 2 mit dem Sicherungselement 1 derart bewickelt, dass Hochenergiematerial und Sicherungselement unter Druck thermisch miteinander kontaktiert sind.In the embodiment of the active part shown in FIG. 7, the winding body 2 has not yet been wound with the securing element 1 and the winding body 2 is segmented. Each of six segments of the winding body 1 is formed by a die 8, in which the cavities 10 filled with high-energy material 11 are molded. There are successive cavities 10 in the circumferential direction separated from each other by insulating partitions 17. Due to the segmented structure of the winding body 2 from matrices 8, the individual matrices can initially be filled individually with liquid high-energy material without the liquid high-energy material being able to run away. After the high-energy material has dried, the individual matrices 8 are positively assembled to form the winding body 2 and the winding body 2 is wound with the securing element 1 in such a way that the high-energy material and the securing element are thermally contacted with one another under pressure.
In einer weiteren Alternative des Aktivteils der erfindungsgemässen Sicherung ist die Matrize 8 auf dem das Sicherungselement haltenden Wickelkörper 2 aufgebracht.In a further alternative of the active part of the fuse according to the invention, the die 8 is applied to the winding body 2 holding the securing element.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig.8 wird dies dadurch erreicht, dass mehrere als Segmente einer Umhüllung ausgeführte Matrizen 8, welche jeweils getrocknetes Hochenergiematerial 11 enthalten, auf dem bereits mit dem Sicherungselement bewickelten Wickelkörper 2 unter Bildung der Umhüllung befestigt werden. Das Hochenergiematerial steht dann in thermischem Kontakt mit dem aus Fig.1 nicht ersichtlichen Sicherungselement 1. Ein das Aktivteil umgebendes Sicherungsgehäuse kann dann im allgemeinen entfallen, da die äussere Mantelfläche des Aktivteils dann nicht mehr das Sicherungselement oder mehrere gegebenenfalls vorgesehene Sicherungselemente enthält, sondern von Isolierstoff, wie insbesondere einem wetterfesten füllstoffgefüllten Silikon, gebildet wird.In the embodiment according to FIG. 8, this is achieved in that a plurality of matrices 8 designed as segments of a covering, each of which contains dried high-energy material 11, are fastened on the winding body 2 already wound with the securing element to form the covering. The high-energy material is then in thermal contact with the fuse element 1, which cannot be seen in FIG. 1. A fuse housing surrounding the active part can then generally be omitted, since the outer circumferential surface of the active part then no longer contains the fuse element or several optionally provided fuse elements, but instead of insulating material , in particular a weatherproof filler-filled silicone, is formed.
Bei der Ausführungsform nach Fig.9 wird das Aufbringen der Matrize auf den Wickelkörper durch eine von einem elastisch verformbaren Band gebildete Matrize 8 erreicht, wobei das Band auf einer seiner beiden Seiten die mit dem Hochenergiematerial 11 gefüllten Kavitäten 10 enthält. Diese Band wird mit Vorspannung auf den das Sicherungselement haltenden Wickelkörper 2 derart gewickelt, dass Hochenergiematerial 11 und Sicherungselement unter Druck thermisch miteinander kontaktiert sind. Auch bei dieser Ausführungsform kann ein separates Sicherungsgehäuse entfallen.In the embodiment according to FIG. 9, the die is applied to the winding body by a die 8 formed by an elastically deformable band, the band containing the cavities 10 filled with the high-energy material 11 on one of its two sides. This tape is pre-tensioned onto the winding body 2 holding the securing element in such a way that high-energy material 11 and securing element are thermally contacted with one another under pressure. A separate fuse housing can also be omitted in this embodiment.
Bei allen Ausführungsformen kann zur Verbesserung des Löschverhaltens ein im allgemeinen pulverförmiges Löschmittel, wie etwa Sand, vorgesehen sein. Dieses Löschmittel sollte alle in der Sicherung gegebenenfalls noch vorhandenen Hohlräume auffüllen und freiliegende Flächen des Sicherungselementes 1 thermisch kontaktieren. Bei der Ausführungsform nach Fig.1 befindet sich dieses Löschmittel vor allem zwischen dem bewickelten Wickelkörper 2 und einem nicht dargestellten, den bewickelten Körper 2 aufnehmenden Sicherungsgehäuse, füllt aber zugleich auch alle im Gehäuseinneren vorhandenen Hohlräume aus. Das Löschmittel bedeckt die freiliegenden Flächen des Sicherungselements 1. Hierdurch werden beim Begrenzen von Überströmen auftretende Lichtbögen rasch gelöscht. Durch Auffüllen aller Hohlräume mit Löschmittel werden die dielektrischen Eigenschaften der Sicherung verbessert.In all embodiments, a generally powdered extinguishing agent, such as sand, can be provided to improve the extinguishing behavior. This extinguishing agent should all that may still be present in the fuse Fill in cavities and thermally contact exposed surfaces of the fuse element 1. In the embodiment according to FIG. 1, this extinguishing agent is located primarily between the wound winding body 2 and a fuse housing (not shown) which accommodates the wound body 2, but at the same time also fills all cavities present inside the housing. The extinguishing agent covers the exposed surfaces of the fuse element 1. As a result, arcs occurring when limiting overcurrents are quickly extinguished. By filling all cavities with extinguishing agent, the dielectric properties of the fuse are improved.
Bei allen Ausführungsformen kann eine Verbesserung des Anzündverhalten des Hochenergiematerials 11 und damit eine Verbesserung der Auslösecharakteristik dadurch erreicht werden, dass die vom Hochenergiematerial abgewandte Seite der Matrize 8 mit einem verglichen mit dem Hochenergie- und dem Matrizenmaterial eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisenden Werkstoff beschichtet ist. Dieser Werkstoff sollte zugleich elektrisch isolierend und lichtbogenbeständig sein. Eine entsprechende Wirkung kann auch durch Aufbringen des Werkstoffs auf die vom Hochenergiematerial abgewandte Fläche des Sicherungselements 1 erreicht werden.In all embodiments, an improvement in the ignition behavior of the high-energy material 11 and thus an improvement in the tripping characteristic can be achieved in that the side of the die 8 facing away from the high-energy material is coated with a material which has a low thermal conductivity compared to the high-energy and the die material. This material should also be electrically insulating and resistant to arcing. A corresponding effect can also be achieved by applying the material to the surface of the securing element 1 facing away from the high-energy material.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Sicherungselement 2 Wickelkörper 3, 4 Stromanschlüsse1 securing element 2 winding body 3, 4 power connections
5 Kern5 core
6 Rippen 7 Nut6 ribs 7 groove
8 Matrize8 die
9 Deckfläche9 top surface
10 Kavitat10 cavitation
11 Hochenergiematerial 12, 13 Seiten11 high energy material 12, 13 pages
14, 15 Wandausnehmungen 16 Basisfläche14, 15 wall recesses 16 base area
17 Trennwände i Abstand zweier Kavitäten 10 d2 Breite der Kavitat 10 d3 Tiefe der Kavitat 10 d4 Höhe der Wandausnehmungen 14, 15 d5 Länge der Seiten 12, 13 17 partitions i distance between two cavities 10 d 2 width of the cavities 10 d 3 depth of the cavities 10 d 4 height of the wall recesses 14, 15 d 5 length of the sides 12, 13

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
1. Sicherung mit einem axialsymmetrischen Wickelkörper (2), einem auf den Wickelkörper (2) aufgewickelten und mit zwei Stromanschlüssen (3, 4) elektrisch leitend verbundenen Sicherungselement (1) aus elektrisch leitendem, schmelzbarem Material und mit Hochenergiematerial (11) zum Aufschmelzen des Sicherungselements (1) oberhalb einer Grenztemperatur, bei der am Wickelkörper (2) ein das Hochenergiematerial (11) aufnehmender Tragkörper gehalten ist, und bei der Hochenergiematerial (11) und Sicherungselement (1) unter Druck thermisch miteinander kontaktiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass am Wickelkörper (2) als Tragkörper eine Matrize (8) aus elastisch verformbarem, elektrisch isolierendem Material gehalten ist, in welche eine Kavitat (10) zur Aufnahme des Hochenergiematerials eingeformt ist und welche eingesetzt ist in eine Nut (7), die von zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden, in radialer Richtung geführten Rippen (6) des Wickelkörpers (2) begrenzt ist.1. Fuse with an axially symmetrical winding body (2), a fuse element (1) made of electrically conductive, fusible material which is wound onto the winding body (2) and electrically connected to two power connections (3, 4) and with high-energy material (11) for melting the Securing element (1) above a limit temperature at which a support body receiving the high-energy material (11) is held on the winding body (2), and at which high-energy material (11) and the securing element (1) are thermally contacted with one another under pressure, characterized in that on Winding body (2) is held as a support body by a die (8) made of elastically deformable, electrically insulating material, into which a cavity (10) is formed for receiving the high-energy material and which is inserted into a groove (7) which has two in the circumferential direction successive ribs (6) of the winding body (2) guided in the radial direction.
2. Sicherung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an den Flanken der Nut (7) anliegende Seiten (12, 13) der Matrize im Bereich der Kavitat (10) jeweils eine der Führung des Sicherungselements (1) dienende Wandausnehmung (14, 15) aufweisen.2. Fuse according to claim 1, characterized in that on the flanks of the groove (7) adjacent sides (12, 13) of the die in the area of the cavity (10) each have a wall recess (14, 15) serving to guide the securing element (1). ) exhibit.
3. Sicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen der Wandausnehmung (14, 15) und dem Grund der Nut (7) erstreckte Länge (d5) jeder Seite (12, 13) der Matrize (8) grosser als die Tiefe der Rippen (6) bemessen ist.3. Fuse according to claim 2, characterized in that the length (d 5 ) of each side (12, 13) of the die (8) extending between the wall recess (14, 15) and the bottom of the groove (7) is greater than the depth the ribs (6) are dimensioned.
4. Sicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die nach aussen weisende Fläche (9) der Matrize (8) konkav gekrümmt ausgebildet ist.4. Fuse according to one of claims 1 to 3, characterized in that the outward-facing surface (9) of the die (8) is concavely curved.
5. Sicherung mit einem axialsymmetrischen Wickelkörper (2), einem auf den Wickelkörper (2) aufgewickelten und mit zwei Stromanschlüssen (3, 4) elektrisch leitend verbundenen Sicherungselement (1) aus elektrisch leitendem, schmelzbarem Material und mit Hochenergiematerial (11) zum Aufschmelzen des Sicherungselements (1) oberhalb einer Grenztemperatur, bei der am Wickelkörper (2) ein das Hochenergiematerial (11 ) aufnehmender Tragkörper gehalten ist, und bei der Hochenergiematerial (11) und Sicherungselement (1) unter Druck thermisch miteinander kontaktiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper mindestens zwei jeweils als Segment einer Umhüllung ausgeführte Matrizen (8) aus elastisch verformbarem, elektrisch isolierendem Material aufweist, welche auf den Wickelkörper (1) aufgeschoben sind.5. Fuse with an axially symmetrical winding body (2), a fuse element (1) made of electrically conductive, fusible material which is wound onto the winding body (2) and electrically connected to two power connections (3, 4) and with high-energy material (11) for melting the Security element (1) above a limit temperature, in which a support body that accommodates the high-energy material (11) is held on the winding body (2), and in which the high-energy material (11) and the securing element (1) are thermally contacted with one another under pressure, characterized in that the support body has at least two each as a segment of a casing has executed matrices (8) made of elastically deformable, electrically insulating material, which are pushed onto the winding body (1).
Sicherung mit einem axialsymmetrischen Wickelkörper (2), einem auf den Wickelkörper (2) aufgewickelten und mit zwei Stromanschlüssen (3, 4) elektrisch leitend verbundenen Sicherungselement (1) aus elektrisch leitendem, schmelzbarem Material und mit Hochenergiemateriaf(11) zum Aufschmelzen des Sicherungselements (1) oberhalb einer Grenztemperatur, bei der am Wickelkörper (2) ein das Hochenergiematerial (11) aufnehmender Tragkörper gehalten ist, und bei der Hochenergiematerial (11) und Sicherungselement (1) unter Druck thermisch miteinander kontaktiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper als elastisch verformbares, elektrisch isolierendes Band ausgeführt ist, welches Band mit dem Hochenergiematerial (11) gefüllte Kavitäten (10) aufweist und auf den Wickelkörper (1 ) aufgewickelt ist.Fuse with an axially symmetrical winding body (2), a fuse element (1) wound on the winding body (2) and electrically connected to two power connections (3, 4) made of electrically conductive, fusible material and with high-energy material (11) for melting the fuse element ( 1) above a limit temperature at which a support body receiving the high-energy material (11) is held on the winding body (2), and at which the high-energy material (11) and the securing element (1) are thermally contacted with one another under pressure, characterized in that the support body as elastically deformable, electrically insulating tape is designed, which tape has cavities (10) filled with the high-energy material (11) and is wound onto the winding body (1).
7. Sicherung mit einem axialsymmetrischen Wickelkörper (2), einem auf den Wickelkörper (2) aufgewickelten und mit zwei Stromanschlüssen (3, 4) elektrisch leitend verbundenen Sicherungselement (1) aus elektrisch leitendem, schmelzbarem Material und mit Hochenergiematerial (11) zum Aufschmelzen des Sicherungselements (1) oberhalb einer Grenztemperatur, bei der am Wickelkörper (2) ein das Hochenergiematerial (11) aufnehmender Tragkörper gehalten ist, und bei der Hochenergiematerial (11) und Sicherungselement (1) unter Druck thermisch miteinander kontaktiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkörper (2) segmentiert ausgebildet ist und mindestens zwei Matrizen (8) aus elastisch verformbaren, elektrisch isolierendem Material aufweist, die den Tragkörper bilden und in welche das Hochenergiematerial (11) aufnehmende Kavitäten (10) eingeformt sind. 7. Fuse with an axially symmetrical winding body (2), a fuse element (1) made of electrically conductive, fusible material which is wound onto the winding body (2) and electrically connected to two power connections (3, 4) and with high-energy material (11) for melting the Securing element (1) above a limit temperature at which a support body receiving the high-energy material (11) is held on the winding body (2), and at which high-energy material (11) and the securing element (1) are thermally contacted with one another under pressure, characterized in that the Winding body (2) is designed to be segmented and has at least two matrices (8) made of elastically deformable, electrically insulating material, which form the support body and into which cavities (10) receiving the high-energy material (11) are formed.
8. Sicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Matrizenmaterial ein vernetztes Silikonpolymer oder ein Gemisch vernetzter Silikonpolymere enthält, in welches ein Füllstoff auf der Basis einer mineralischen Verbindung oder eines Gemisches mehrerer mineralischer Verbindungen in pulvriger Form eingebettet ist.8. Fuse according to one of claims 1 to 7, characterized in that the matrix material contains a crosslinked silicone polymer or a mixture of crosslinked silicone polymers, in which a filler based on a mineral compound or a mixture of several mineral compounds is embedded in powdery form.
9. Sicherung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Füllstoffs im Silikonpolymer im Bereich von 5 Gew.-% bis 95 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 40 Gew.-% bis 85 Gew.-%, und insbesondere im Bereich von 60 Gew.-% bis 80 Gew.-%, berechnet auf das Gesamtgewicht von Füllstoff und Polymer, liegt, und dass der Füllstoff eine durchschnittliche Partikelgrösse im Bereich von 0,1 bis 500 μm, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 250 μm aufweist und speziell im Bereich von 20 bis 150 μm, vorzugsweise im Bereich von 30 bis 130 μm, oder im Bereich von 0,1 bis 50 μm, vorzugsweise im Bereich von 0,5 μm bis 10 μm.9. Fuse according to claim 8, characterized in that the proportion of filler in the silicone polymer is in the range from 5% by weight to 95% by weight, preferably in the range from 40% by weight to 85% by weight, and in particular in the range from 60% by weight to 80% by weight, calculated on the total weight of filler and polymer, and that the filler has an average particle size in the range from 0.1 to 500 μm, preferably in the range from 10 to 250 μm and specifically in the range from 20 to 150 μm, preferably in the range from 30 to 130 μm, or in the range from 0.1 to 50 μm, preferably in the range from 0.5 μm to 10 μm.
10. Sicherung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff Metalloxid, vorzugsweise Aluminium- und/oder Titanoxid, Gläser, Glimmer, Keramik-Partikel, Borsäure, Metallhydroxide, vorzugsweise Aluminiumhydroxid und/oder Magnesiumhydroxid, und/oder Hydratwasser enthaltende mineralische Stoffe, vorzugsweise auf der Basis von Aluminium- und/oder Magnesiumoxid und/oder Magnesiumcarbonat, enthält.10. Fuse according to claim 9, characterized in that the filler metal oxide, preferably aluminum and / or titanium oxide, glasses, mica, ceramic particles, boric acid, metal hydroxides, preferably aluminum hydroxide and / or magnesium hydroxide, and / or mineral substances containing water of hydration, preferably based on aluminum and/or magnesium oxide and/or magnesium carbonate.
11. Sicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Hochenergiematerial abgewandte Seite der Matrize mit einem verglichen mit dem Hochenergie- und dem Matrizenmaterial eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisenden Werkstoff beschichtet ist.11. Fuse according to one of claims 1 to 10, characterized in that the side of the die facing away from the high-energy material is coated with a material which has a low thermal conductivity compared to the high-energy material and the die material.
1 . Sicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement mit einem neben dem Matrizenmaterial zusätzlich vorgesehenen Löschmittel thermisch kontaktiert ist.1 . Fuse according to one of claims 1 to 11, characterized in that the fuse element is thermally contacted with an extinguishing agent additionally provided in addition to the matrix material.
13. Sicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung ein Gehäuse aufweist. 13. Fuse according to one of claims 1 to 12, characterized in that the fuse has a housing.
4. Sicherung nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse von der Matrize (8) gebildet und auf den das Sicherungselement (1 ) haltenden Wickelkörper (2) aufgebracht ist. 4. Fuse according to claim 13, characterized in that the housing is formed by the die (8) and is applied to the winding body (2) holding the securing element (1).
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