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Thermischer Schalter
Die Erfindung betrifft einen thermischen Schalter mit einem aus einem Thermobimetallelement mit Schnappwirkung gebildeten Temperaturfühler, der über ein elektrisch isolierendes Übertragungsglied in Form eines schwenkbar gelagerten Hebels mit einem Kontaktsystem mit stetiger Charakteristik der
Kontaktfeder in Verbindung steht, wobei die Bewegungsebene des Übertragungsgliedes im wesentlichen mit der Bewegungsebene des beweglichen Kontaktes übereinstimmt.
Das Übertragungsglied hat die Aufgabe, die Bewegung des Thermobimetallelementes auf das
Kontaktsystem, vorzugsweise auf die Kontaktfeder, zu übertragen und diese Teile voneinander elektrisch zu isolieren. Durch die Schnappbewegung des Thermobimetallelementes wird je nach dessen konvexer oder konkaver Lage durch Vermittlung des Übertragungsgliedes bewirkt, dass der bewegliche, von der Kontaktfeder getragene Kontakt mit dem festen Kontakt in stromleitender Berührung ist oder nicht. Beim Öffnen des Stromkreises beschreibt der bewegliche Kontakt ein kurzes Stück einer ebenen
Kurve, insbesondere eines Kreisbogens. Durch diese Kurve ist eine Ebene definiert, die Bewegungsebene des beweglichen Kontaktes.
Der Kontaktabstand und somit der Abstand der Kontaktfeder vom Thermobimetallelement muss für ein einwandfreies Arbeiten des Schalters in engen Grenzen gehalten werden, insbesondere muss das Übertragungsglied gegen seitliches Verschieben gesichert sein.
Es sind bereits mehrere thermische Schalter dieser Art bekanntgeworden, wobei man von einem der folgenden Konstruktionsprinzipien Gebrauch gemacht hat :
In der deutschen Auslegeschrift 1292729 ist ein thermischer Kleinselbstschalter mit Hand-und Freiauslösung beschrieben, der einen mit zwei Führungsbahnen versehenen, vom Handbedienungsorgan abwechselnd in der einen oder andern Schwenkrichtung zu betätigenden Kipphebel, der einerseits an einer über Totpunktlage verschwenkbaren, auf eine Kontakteinrichtung einwirkende Schaltfeder angreift und anderseits durch ein thermisches Auslöseorgan betätigbar ist, aufweist.
Nach der brit. Patentschrift Nr. 626, 114 liegt gegen das Thermobimetallelement das zylindrisch geformte Übertragungsglied an, das in einer Bohrung des Gehäuses axial verschieblich geführt ist und gegen die Kontaktfeder wirkt.
In der österr. Patentschrift Nr. 284245 ist ein zylindrisches, an beiden Enden zu Zäpfchen abgestuftes Übertragungsglied gezeigt, das mit seinen Zäpfchen je eine dafür vorgesehene Bohrung im Thermobimetallelement einerseits und in der Kontaktfeder anderseits durchsetzt, wobei Thermobimetallelement bzw. Kontaktfeder jeweils auf die Schulter der Stufe wirken. Die in den Bohrungen geführten Zäpfchen verhindern eine seitliche Verschiebung des Übertragungsgliedes.
In der USA-Patentschrift Nr. 2, 753, 421 ist ein Übertragungsglied dargestellt, das einerseits mit einem Zäpfchen die Kontaktfeder durchsetzt und dadurch geführt ist, anderseits mit seinem zweiten, bombierten Ende mit dem Thermobimetallelement in Eingriff ist.
In der USA-Patentschrift Nr. 3, 005, 076 hat das Übertragungsglied die Form einer Kugel aus Isoliermaterial, die in einer Ausnehmung der Kontaktfeder oder des an der Kontaktfeder befestigten Kontaktes gegen seitliche Verschiebung gesichert gelagert ist.
Die bekannten Ausführungsformen weisen Nachteile auf. Führt man das Übertragungsglied in
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einer Bohrung des Gehäuses bzw. eines dafür vorgesehenen Gehäuseteiles, so müssen die korrespondierenden Abmessungen mit engen Toleranzen gefertigt werden, was das Endprodukt verteuert. Weisen Thermobimetallelement und bzw. oder Kontaktfeder Bohrungen auf, so leidet wegen der dann auftretenden Kerbwirkung die Lebensdauer dieser Teile. Gibt man dem Übertragungsglied die Form einer Kugel aus Isoliermaterial, so kann man aus Platzgründen den Durchmesser nicht so gross wählen, dass die in den meisten europäischen Sicherheitsvorschriften vorgeschriebenen Kriech-und Luftstrecken eingehalten werden.
Ziel der Erfindung ist, die Nachteile der bekannten Schalter zu vermeiden und einen thermischen Schalter mit einem Übertragungsglied zu schaffen, das eine hohe Lebensdauer des Schalters, Einhaltung der Sicherheitsvorschriften und hohe Qualität trotz grosser Toleranzen der Einzelteile ermöglicht.
Erfindungsgemäss weist das Übertragungsglied die Form eines Prismas auf, das mit geringem Spiel in eine wannenartige Ausnehmung eines Isolierkörpers, in der auch die Kontaktfeder untergebracht ist, gegen seitliche Verschiebung gesichert eingesetzt ist und gegen Verschiebung in Richtung der Längserstreckung der Kontaktfeder durch eine Bohrung angenähert parallel zur Bewegungsrichtung des beweglichen Kontaktes, in die ein zylindrischer Fortsatz eines die Kontaktfeder tragenden Nietes od. dgl. mit Spiel eingreift, oder durch zwei seitlich angeordnete halbkreisförmige Fortsätze, die mit Spiel in Ausnehmungen des Isolierkörpers eingreifen, gesichert ist, wobei am Übertragungsglied an sich bekannte Wülste, Warzen, gerundete Kanten od. dgl. angeordnet sind, mit denen es mit dem Thermobimetallelement bzw. der Kontaktfeder in Berührung steht.
Dadurch ist einerseits der Verzicht auf enge Toleranzen möglich, anderseits die Vermeidung von Bohrungen im Thermobimetallelement und im bewegten Teil der Kontaktfeder. Auch die in den einschlägigen Sicherheitsvorschriften festgelegten Kriechstrecken sind auf diese Weise leichter zu erfüllen. Darüber hinaus bietet die erfindungsgemässe Ausführung den Vorteil, dass die Angriffspunkte von Thermobimetallelement und Kontaktfeder am einarmigen Hebel in verschiedenen Abständen von der Drehachse angeordnet werden können, wodurch ohne zusätzlichen Bauteil das Übertragungsglied auch als Hebelübersetzung dienen kann.
Für hochwertige Schalter, bei denen das Übertragungsglied aus keramischem Werkstoff bestehen muss, ergibt sich durch die erfindungsgemässe Ausführung eine dem Werkstoff besser angepasste Konstruktion, wodurch gegenüber der bekannten Zäpfchenausführung trotz höherem Werkstoffverbrauch niedere Kosten für das Übertragungsglied resultieren.
Zweckmässigerweise weist das Übertragungsglied seitliche Ausnehmungen zur Einführung von Quetschwerkzeugen auf, mit denen durch Verformung von Gehäuseteilen, insbesondere von Stegen der Kontaktabstand justierbar ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der Zeichnungen, in denen zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind.
Fig. l zeigt in der Draufsicht und Fig. 2 von vorne gesehen ein Ausführungsbeispiel eines Übertragungsgliedes für einen erfindungsgemässen thermischen Schalter, Fig. 3 einen Schnitt nach der
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Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4 durch einen thermischen Schalter mit einem Übertragungsglied gemäss Fig. l und 2. Fig. 6 zeigt in der Draufsicht und Fig. 7 von vorne die Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles eines Übertragungsgliedes für einen erfindungsgemässen thermischen Schalter, Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 9, Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX der Fig. 8 bzw. Fig. 10, Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 9 durch einen erfindungsgemässen thermischen Schalter mit einem Übertragungsglied gemäss Fig. 6 und 7.
Das in den Fig. l und 2 dargestellte Übertragungsglied--l--weist einen Wulst--2--und eine Warze--3--sowie eine Bohrung--4--auf, und ist als um eine senkrecht auf die Zeichenebene der Fig. 2 stehende Achse schwenkbarer einarmiger Hebel ausgebildet, wie an Hand der Fig. 3 bis 5 erläutert wird. Der in den Fig. 3 bis 5 gezeigte thermische Schalter besteht aus einem Gehäuse-5--, das der Aufnahme des Thermobimetallelementes --6-- dient, einem Isolierkörper --7--, an dem die beiden Stromzuführungen--8, 9--mittels des festen Kontaktes--10--bzw. des Nietes --11-- befestigt sind. Mittels des Nietes --11-- ist ferner die Kontaktfeder-12befestigt, die an ihrem Ende den beweglichen Kontakt --13-- trägt.
Der Niet --11-- trägt einen Fortsatz--14--, der mit Spiel in die Bohrung --4-- des Übertragungsgliedes --1-- greift. Das Übertragungsglied--l--ist mit der Warze--3--mit dem Thermobimetallelement--6--, einer
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Kontaktfeder --12-- in Berührung.
Der Thermoschalter ist in der"Ein"-Schaltstellung gezeigt. Er liegt vorzugsweise mit der Grundplatte --15-- des Gehäuses --5-- am zu regelnden Körper an. Bei dessen Erwärmung
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