DE1107331B - Elektrischer UEberstromschalter mit Hitzdrahtausloesung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Überstromschalter mit Hitzdrahtauslösung.

Es sind bereits zahlreiche Überstromschalter mit Hitzdrahtauslösung vorgeschlagen worden, die aber alle sehr langsam ansprechen, denn bekanntlich erwärmt sich der Hitzdraht sehr langsam und dehnt sich auch langsam aus. Ein schnelleres Schalten des Überstromschalters kann also nur dann erreicht werden, wenn eine sehr geringe Ausdehnung des Hitzdrahtes bereits zu einer Schaltung des Überstromschalters führt.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein an einem hin- und herbewegbaren Schaltkolben schwenkbar gelagerter und den beweglichen Schaltkontakt tragender Kontakthebel mit dem längeren Arm eines im Schaltergehäuse schwenkbar gelagerten Klinkenhebels verriegelbar ist, dessen kürzerer Arm mit dem Hitzdraht verbunden ist und unter der unmittelbaren Wirkung zweier axial angeordneter, verschieden starker Federn steht, die auf entgegengesetzten Seiten des kurzen Klinkenhebelannes angebracht sind, von denen in der Kontaktschließstellung die stärkere Feder gespannt und die schwächere Feder entlastet ist, und daß eine geringe Verlängerung des Hitzdrahtes, von der stärkeren Feder unterstützt, sofort den Klinkenhebel bewegt, um den Kontakthebel freizugeben.

Durch die axiale Anordnung zweier verschieden starker Federn in Verbindung mit einem ungleicharmigen Klinkenhebel und einem Kontakthebel wird bei einer kleinsten Verlängerung des Hitzdrahtes ein sofortiges Schalten des Überstromschalters erzielt.

In den Zeichnungen ist

Fig. 1 ein Längsschnitt eines elektrischen Überstromschalters in seiner geschlossenen Stellung, Fig. 2 ein Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 ein der Fig. 1 ähnlicher Schnitt, bei dem der Überstromschalter von Hand in seine Offenstellung bewegt worden ist, und

Fig. 4 ist ein Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 3.

Der in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Überstromschalter weist ein aus Kunststoff oder einem anderen zweckdienlichen Material hergestelltes hohles Gehäuse 11 auf, das vorzugsweise aus zwei Schalen hergestellt ist, die durch Befestigungseinrichtungen 13 miteinander fest verbunden sind. Im Gehäuse 11 werden Klemmen 15 und 17 getragen, die aus dem Gehäuse vorstehen und die in einen elektrischen Stromkreis eingeschaltet werden können, so daß Strom von der einen Klemme über den Überstromschalter zur anderen Klemme fließt und der Strom unterbrochen wird, wenn sich der Überstromschalter bei einem Elektrischer Überstromschalter
mit Hitzdrahtauslösung

Anmelder:

Mechanical Products Inc.,
Jackson, Mich. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg,
München 27, Pienzenauer Str. 2, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 29. Mai 1956

Richard C. Ingwersen, Jackson, Mich. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Überstrom auf seine Auslösestellung oder Offenstellung bewegt. Innerhalb des Gehäuses 11 befindet sich ein ortsfester Kontakt 19, der mit der Klemme 17 verbunden ist. Ein Schaltkolben 21 ist im Gehäuse 11 gleitend gelagert und kann eine Einwärtsbewegung und Auswärtsbewegung ausführen. Ein Ansatz 23 ist mit dem unteren oder außenliegenden Ende des Schaltkolbens 21 verbunden und ragt über das Gehäuse 11 hinaus. Ansatz 23 durchsetzt einen mit einer Ausnehmung versehenen ringartigen Teil 25, der am Boden des Gehäuses 11 anliegt und dort befestigt ist. Am Außenende des Schaltkolbenansatzes 23 ist mittels einer Schraube 29 ein Knopf 27 befestigt. Zwei aus Kunststoff bestehende Abstandsringe 31 und 32 sind zwischen Ansatz 23 und Knopf 27 eingesetzt. Knopf 27 und beide Abstandsringe 31 und 32 haben verschiedene Farben. Abstandsring 31 liegt für gewöhnlich innerhalb des Ringes 25. Abstandsring 32 und Knopf 27 sind frei sichtbar, wenn sich der Schaltkolben 21 in seiner in Fig. 1 dargestellten üblichen Kontaktschließstellung befindet. Bei der von Hand erfolgenden Bewegung des Schaltkolbens in seine außengelegene »Kontaktoffenstellung« sind, wie Fig. 3 zeigt, Knopf 27 und Abstandsringe 31 und 32 zu sehen. Wird der Überstromschalter bei einem Überstromzustand automatisch geschaltet, dann bewegt sich der Schaltkolben 21 nach innen, so daß lediglich der Knopf 27 sichtbar ist, während die Abstandsringe 31 und 32 innerhalb des Ringes 25 liegen. Der Benutzer des Schalters kann also sofort feststellen, ob

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die Kontakte offen oder geschlossen sind und ob die offenen Kontakte von Hand oder automatisch in diese Offenstellung gebracht worden sind. Der Schaltkolben 21 wird in seine Innenstellung von einer Feder 33 bewegt, deren oberes Ende sich am Boden des Schaltkolbens 21 abstützt, während das untere Ende der Feder 33 von einer Federauflage 35 getragen wird, die sich in der Nähe des Gehäusebodens befindet. Eine im Gehäuse 11 getragene U-förmige Feder 39 und nach entgegengesetzten Richtungen seitlich vorstehende, nahe dem unteren Ende des Schaltkolbens 21 befindliche Flansche 37 arbeiten zusammen, um den Schaltkolben 21 in seiner Außenstellung zu halten, wenn er von Hand in diese Außenstellung bewegt worden ist. Soll der Schalter von Hand geöffnet werden, dann erfaßt der Benutzer den Knopf 27 und zieht den Knopf nach außen oder nach unten, wobei sich der Schaltkolben 21 bewegt und die Schraubenfeder 33 zusammendrückt. Wenn sich die Schaltkolbenflansche 37 außerhalb oder unterhalb der Vorsprünge 41 der sich gegenüberstehenden Federschenkel der U-förmigen Feder 39 befinden, halten die Vorsprünge 41 den Schaltkolben 21 in seiner Außenstellung gegen die Wirkung der Feder 33, bis der Benutzer von Hand den Knopf 27 nach innen schiebt, um die Schaltkolbenflansche 37 nach innen und über die Federvorsprünge 41 hinaus zu schieben.

Am Schaltkolben 21 ist ein Kontakthebel 43 im Drehpunkt 45 drehbar gelagert. Von dem einen Ende des Kontakthebels 43 wird ein Schaltkontakt 47 getragen, der sich an den ortsfesten Kontakt 19 anlegt. Eine zwischen Kontakthebel 43 und Schaltkolben 21 verankerte Schraubenfeder 49 versucht, das den Kontakt 47 tragende Ende des Kontakthebels 43 vom ortsfesten Kontakt 19 wegzudrehen und die Kontakte 19 und 47 außer Berührung miteinander zu bringen. Der Schaltkontakt 47 wird jedoch für gewöhnlich in Berührung mit dem ortsfesten Kontakt 19 von einem Klinkenhebel 51 gehalten, der an seinem oberen Ende eine Riegelschulter 53 hat und im Gehäuse 11 von einem Drehzapfen 55 drehbar getragen wird. Der Klinkenhebel 51 hat einen im allgemeinen L-förmigen Aufbau. Der lotrechte Arm ist wesentlich länger als der waagerechte Arm 57, so daß bei einer begrenzten Bewegung des waagerechten Armes 57 eine ziemlich große Bewegung des lotrechten Armes erfolgt, dessen Riegelschulter 53 eine ihr entsprechende Schulter 59 erfaßt, die sich an dem dem Schaltkontakt 47 entgegengesetzten Ende des Kontakthebels 43 befindet. Der Klinkenhebel 51 wird für gewöhnlich im Eingriff mit dem Kontakthebel 43 mittels einer Schraubenfeder 61 gehalten, deren unteres Ende an einem ortsfesten Abschnitt des Gehäuses 11 anliegt, während sich das obere Ende der Feder 61 an der Unterfläche des waagerechten Hebelarmes 57 abstützt, so daß die am oberen Ende des Klinkenhebels 51 befindliche Riegelschulter 53 nachgiebig im Eingriff mit dem Kontakthebel 43 gehalten wird.

Damit der Klinkenhebel 51 außer Eingriff mit der Schulter des Kontakthebels 43 kommen kann und sich infolgedessen bei Überstromverhältnissen der Schaltkontakt 47 von dem ortsfesten Kontakt 19 wegbewegt, muß der lotrechte Arm des Klinkenhebels 51 in Rechtsrichtung, gesehen in Fig. 1, gedreht werden, so daß die Feder 49 den Schaltkontakt 47 von dem Kontakt 19 abhebt. Hierzu ist ein stromleitender Hitzdraht 63 vorgesehen, dessen oberes Ende mit der Klemme 15 und dessen unteres Ende mit einer Anschlagplatte 65 verbunden ist. Der Hitzdraht 63 durchsetzt eine vom Gehäuse 11 getragene Büchse 67, deren unteres Ende eine Ausnehmung 69 zur Aufnahme einer Schraubenfeder 71 aufweist. Das untere Ende der Schraubenfeder 71 stützt sich auf einem Anschlagplattenansatz 65 ab, der in der Ausnehmung 69 gleitet. Infolge dieser Anordnung kann Strom fließen von Klemme 15 über Draht 63, Anschlag 65, Klinkenhebel 51, Verbindungsdraht 75 zum Kontakthebel 43, Schaltkontakt 47, dann zum Kontakt 19 und zur Klemme 17, so daß ein Stromkreis durch den Überstromschalter geschlossen ist. Bei Auftreten eines Überstromes wird der Hitzdraht 63 erwärmt und dehnt sich aus. Die Feder 71, die stärker ist als die Feder 61, bewegt dann den Ansatz 65 nach unten und dreht den waagerechten Arm des Klinkenhebels 51 in Rechtsrichtung um den Drehzapfen 55, so daß die am oberen Ende des Klinkenhebeis 51 befindliche Riegelschulter 53 außer Eingriff mit der auf dem Kontakthebel 43 befindlichen Schulter 59 gebracht wird. Der Kontakthebel 43 ist infolgedessen frei. Daher dreht die Feder 49 den Kontakthebel in Linksrichtung und hebt den Schaltkontakt 47 von dem Kontakt 19 ab, so daß der Strom über den Überstromschalter und infolgedessen auch der Stromkreis, in den der Überstromschalter eingebaut ist, unterbrochen ist. Überschreitet der Strom einen vorbestimmten Wert, dann wird der Hitzdraht 63 sofort erwärmt, ähnlich wie der Faden einer Glühlampe, so daß sich die Kontakte sehr schnell in Offenstellung bewegen. Da der Widerstand im Hitzdraht 63 verhältnismäßig hoch ist, kann dieser Überstromschalter auch zur Strombegrenzung bei Überströmen in Stromkreisen verwendet werden, die weniger als 5 Amp. und V2 Amp. oder noch weniger leiten. Der Überstromschalter kann also in Stromkreisen mit geringen Strömen verwendet werden und spricht bei Überstrom sehr schnell an.

Bei der durch die Feder 49 erfolgenden Linksdrehung des Kontakthebels 43 legt sich der unterhalb des Kontaktes 47 befindliche Abschnitt des Kontakthebels 43 an einen auf dem Gehäuse 11 befindlichen Anschlag 77, während sich die Schulter 59 des Kontakthebels 43 über den Hebel 51 hinaus nach oben bewegt. Gleichzeitig schiebt die Feder 33 den Schaltkolben 21 nach oben oder nach innen, so daß nur der Knopf 27 sichtbar bleibt, während die Abstandsringe 31 und 32 innerhalb der Ausnehmung des Ringes 25 liegen. Es wird also dem Benutzer ein sichtbarer Hinweis gegeben, daß sich der Überstromschalter infolge Überstromes in seiner Kontaktoffenstellung befindet. Ist der Hitzdraht 63 wieder in seine übliche, nicht ausgedehnte Stellung zurückgekehrt und soll der Schalter wieder zurückgestellt werden, dann wird der Knopf 27 von Hand nach außen gezogen. Der Kontakthebel 43 gleitet dabei längs der in der Nähe des oberen Endes von Klinkenhebel 51 vorhandenen Schrägfläche 81 und dreht den Klinkenhebel 51 in Rechtsrichtung, bis die Kontakthebelschulter 59 unter die Riegelschulter 53 fällt. Bei dieser Bewegung dreht sich der Schaltkontakt 47 nach oben und legt sich an den Kontakt 19 an. Der Eingriff des Klinkenhebels 51 und des Kontakthebels 43 sowie die Berührung der Kontakte hält die Feder 33 in einer teilweise zusammengedrückten Stellung, so daß der Schaltkolben des Schalters in der in Fig. 1 dargestellten Stellung gehalten wird.

Soll der Überstromschalter von Hand geöffnet werden, so wird der Knopf 27 von Hand nach unten gezogen, bis die Flansche 37 die auf der Feder 39 befindlichen Vorsprünge 41 erfassen. Der Kontakthebel 43 hat sich dann nach unten in die in Fig. 3 dargestellte Stellung bewegt, und beide Ringe 31 und 32 sind dem Benutzer sichtbar, so daß der Hinweis gegeben wird, daß der Schalter von Hand geöffnet wurde.

Mit der Erfindung ist auf diese Weise ein Schalter mit Hand- und Überstromauslösung geschaffen worden, der sich in seine Schließstellung leicht wieder zurückstellen läßt. Er weist den Vorteil auf, daß der Schalter bei kleinster Ausdehnung des Hitzdrahtes arbeitet und daher auch bei niedrigen Stromstärken verwendet werden kann.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrischer Überstromschalter mit Hitzdrahtauslösung, dadurch gekennzeichnet, daß ein an einem hin- und herbewegbaren Schaltkolben (21) schwenkbar gelagerter und den beweglichen Schaltkontakt (47) tragender Kontakthebel (43) mit dem längeren Arm eines im Schaltergehäuse schwenkbar gelagerten Klinkenhebels (51) verriegelbar ist, dessen kürzerer Arm mit dem Hitzdraht (63) verbunden ist und unter der unmittelbaren Wirkung zweier axial angeordneter, verschieden starker Federn (61, 71) steht, die auf entgegengesetzten Seiten des kurzen Armes (57) des Klinkenhebels (51) angebracht sind, von denen in der Kontaktschließstellung die stärkere Feder (71) gespannt und die schwächere Feder (61) entlastet ist, und daß eine geringe Verlängerung des Hitzdrahtes (63), von der stärkeren Feder (71) unterstützt, sofort den Klinkenhebel (51) bewegt, um den Kontakthebel (43) freizugeben.

2. Elektrischer Überstromschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kontakthebel (43) und der Klinkenhebel (51) mit einander entsprechenden Nockenflächen aufeinanderlegen, wenn der Schaltkolben (21) von Hand in seine Stellung geschoben wird und sich der Hitzdraht (63) in seinem üblichen, unausgedehnten Zustand befindet, wobei der Überstromschalter durch Einschieben des Schaltkolbens (21) in das Gehäuse und durch Aneinanderlegen der Kontakte (47, 19) wieder eingeschaltet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 934 235, 672 047,
013, 392 296, 344153;
USA.-Patentschrift Nr. 2563 175.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen