DE2135969B2 - Überstromschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Überstromschalter mit in einem Schaltergehäuse angeordneten festen Konlaktstüeken und diese überbrückenden, beweglichen Kontakisiücken, die an je einem freien Ende eines miliig an einem Kontaktarmtrager gelagerten, kippbaren Kontaktarmes angeordnet sind, dessen anderes Ende auf einem durch eine Feder belasteten Ring aufliegt, mil einem druckknopfbetätigten Klinkenmechanismus, der durch einen thermischen Auslöser in Form eines wendeiförmigen Bimetallstreifens auslösbar ist, bei welchem Übersiromschalter der Kontaktarmtrager im Gehause in Richtung des Klinkenmechanismus bewegbar ist.

Ein derartiger Überstromschalier ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 14 40 737 bekannt und weist ein Auslöseelement b^v.'. einen Bimetallstreifen auf, der

if zugleich als Kontaktarmiräger dient. Ferner ist der Bimetajisircifen als Druckfeder ausgebildet und zwischen den beweglichen Kontaktstücken und dem Klinkenmechanismus angeordnet. Die bei geschlossenem Schalter auf die Kontaktstiicke wirkende Sch!iw"'.r^i't wird unmittelbar von dem Bimetallstreifen übertragen. Hierdurch wird die Arbeitsgenauigkeit des als Auslöser dienenden Bimetallstreifens ungünstig beeinflußt.

Ähnliches gilt für den Gegenstand der -.chweizerischen Patentschrift 3 48 998. der ebenfalls schwenkbare Kontaktarme aufweist, die unmittelbar an dem Auslöseelement, d. h. einem Bimetallelement befestigt sind. Das Auslöseeleniert besteht aus U-förmigen Teilen, die oben durch Platten miteinander verbunden sind. Auf diesen Platten wiederum sitzen die Lagerteile, an denen

_?o die Kontaktarme drehbar befestigt sind. Pie Koniaktstücke, die Kontaktarme und das temperaturenipfindliche Auslöseelement bilden eine Einheit, die sich als Ganzes im Gehäuse bewegen kann. An den Kontaktarmen greifen Federn an und ziehen diese in Schließrichtung. Durch die Art der Verbindung der Kontaktarme mit dem teniperaturempfindlichen Auslöseelement wird auch dieses von den Federn beaufschlagt und kann daher beim Auftreten eines Überlaststromes nicht frei von äußeren Kräften arbeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den aus der deutschen Offenlegungsschrift 14 40 737 bekannten Schalter derart zu verbessern, daß der als Auslöseelement dienende Bimetallstreifen von Ein- und Ausschaltkrätten unbeeinflußt angeordnet ist. wobei insbesonderc auch die Wirksamkeit der beweglichen Schaltteile gesteigert werden soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor. daß der die kippbaren Kontaktarme lagernde Kontakiarmträger zusammen mit einem zum Klinkcnmcchanismus gehörenden, koaxial zum wendeiförmigen Bimetallstreifen angeordneten Schaft verschiebbar ist und unter der Kraft einer in Öffnungsrichtung der Kontaktstiicke wirkenden Feder steht.

Dies bedeutet, daß der wendeiförmige Bimetallstreifen und die .Schalteinrichtung mit den kippbaren Kontaktarmen körperlich und räumlich voneinander getrennt sind, weil die Kontaktarme an einem besonderen Kontaktarmträger sitzen, der zusammen mit einem zum Klinkenmechanismus gehörenden Schaft koaxial

Oo zum wendeiförmigen Bimetallstreifen verschiebbar ist. Der Bimetallstreifen kann dadurch nicht mehr von den Ein- und Ausschaltkräften beeinflußt werden, so daß der Überstromschalter genauer zu arbeiten vermag als die bekannten vergleichbaren Schalter.

f>5 Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen in Zusammenhang mit der Beschreibung und der Zeichnung hervor.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeich-

Hung an einem Aiisfiihrungsheispie! erläiiieri. Es zeigt

I' i g. I eine Ansicht eines Uhersiromschaliers in der Schließstellung,

I' i g. 2 eine Ansicht des llbersiromsehalters in geoffneier Stellung,

Γ i g. 3 eine perspektivische Ansicht in auseinanderge/ogener Darstellung verschiedener Bestandteile des (iherslromschalters,

F i g. 4 eine Ansicht in größerem Maßstab eines Teiles der Schließeiniichtung,

F i g. 5 eine Schnittansicht längs der Linie 5-5 in F i g- 4,

1" i g. 6 eine Teilschnittansicht in größerem Maßstab der Kontakteinrichtung des Übersiromschalters und

F i g. 7 eine Seitenansicht des Inneren des Überstromschaltergehäuses nach der Entnahme des Betätigungsmechanismus.

In F i g. 1 ist ein Überstromschalter 10 mit einem Betätigungsmechanismus 11 und einer Auslöseeinrichtung 12 dargestellt, welche ein temperaturabhängiges EIement aufweist- Unterhalb der Auslöseeinrichtung mit dem temperaturabhängigen Element ist eine Kontakteinrichtung 13 angeordnet. Die ein/einen Teile sind in einem aus zwei Teilen bestehenden Gehäuse 14 angeordnet.

Der Betätigungsmechanismus weist einen Führungsteil 15 für einen von Hand betätigbaren Knopf 16 auf, der eine Hülse 17 besitzt, die sich bis in das Innere des Gehäuses 14 erstreckt. Der Betätigungsmechanismus 11 weist einen mittig angeordneten Befestigungsschaft 18 zur Abstützung eines oberen Schaltteiles 20 auf. de: mit einem Schaltteil 22 zusammenwirkt. Der Befestigungsschaft 18 ist koaxial zu einem unteren Schaft 21. der den unteren Schaftteil 22 trägt, angeordnet. Die Schaltteile 20, 22 weisen Schlitze auf. die durch körperliehe Teile begrenzt sind. Die Schaltteile 20 und 22 drehen sich relativ zueinander infolge der Auslöseeinrichtung 12, die einen spiralförmig gewundenen Bimetallstreifen 23 oesitzt. An die gegenüberliegenden Enden des Bimetallstreifens sind geflochtene Drähte 24 und 25 angeschweißt, deren andere Enden an zwei bewegliche Kontaktarme 26 und 27 geschweißt sind. Die beweglichen Kontaktarme 26 und 27 bilden einen Teil der Kontakteinrichtung 13 und sind drehbar an ihren jeweiligen Mittelteilen an den Enden von gegenüberliegenden. seitlichen Vorsprüngen 28 und 29 eines in vertikaler Richtung gleitenden Kontaktarmträgers 30 befestigt. Der Kontaktarmträger 30 trägt den Schaft 21 und besitzt einen geführten Γ11Ι, der sich nach unten durch eine Isolierscheibe 31 erstreckt, die in einer Vertiefung im Gehäuse 14 gehalten wird.

An gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 14 sind zwei Anschlüsse 32 und 33 befestigt, die zu im Gehäuse fest angeordneten Kontaktstücken 34 und 35 führen. Die festen Kontaktstücke 34. 35 wirken mit an den beweglichen Kontaktarmen 26 und 27 befestigten Kontaktstücken 36 und 37 zusammen.

Wie aus F i g. I hervorgeht, wird die Kontaktdruckkraft mit Hilfe einer Feder 40 erzeugt, die zwischen dem Boden des Gehäuses 14 und einem Flansch 41 der Isolierscheibe 31 angeordnet ist. Die Feder 40 drückt gegen den Flansch 41. der sich an den äußeren Enden der Kontaktarme 26 und 27 abstützt und diese mit ihren Kontaktstücken 36 und 37 auf die festen Kontaktstücke 34, 35 drückt.

Wie in F i g. 1 ferner uargestellt ist, wird der Betätigungsmechanismus 11 mit dem Knopf 16, der im wesentlichen in dem Führungsieil 15 angeordnet ist. nach

unten gedrückt, wodurch die gegenüberliegenden Enden der Schuhteile 20 und 22 gegeneinander lagern. Diese Anordnung führt zu einer Belastung des Betätigungsmechanismus und der Kontakteinrichtung, jedoch nicht zu einer Belastung der das temperaturabhängige Element aufweisenden Auslöseeinrichtung. Der erzergte Druck wird durch die aneinanderstoßenden Enden der Sehalueile 20 und 22 weitergeleitet und wirkt danr, nach unten auf den unteren Schaft 21 und auf eine untere Führungshülse 42 und eine Feder 43. Die Feder 43 wird hierbei zwischen einem Flansch auf der unteren Führungshülse 42 und dem oberen Ende einer inneren Bohrung im Kontaktarmträger 30 zusammengedrückt.

Wenn sich die Schaltteile 20, 22 infolge einer Drehung des Bimetallsireifens 23 relativ zueinander drehen, treffen die körperlichen Teile der Schaltteile auf die entsprechenden Schlitze.

Durch eine jetzt erfolgende Ausdehnung der Feder

43 gleiten die .Schallteile 20. 22 ineinander, wodurch sich der K jntaktarmträger nach rben bewegt.

Wenn sich der Koniaktarmträ't· ■· 30 nach oben bewegt, lagert der Flansch 41 der Isolier: jheibe 31 an den gegenüberliegenden Enden der Kontaktarme 26 unü 27. Diese Abwärtsbewegung führt dazu, daß die Kon taktarme sich um ihre Drehstellen an den Vorsprüngen 28 und 29 am Koniaklarmträger 30 drehen. Wenn der Abstand /wischen den Drehstellen und der oberen Flache des Flansches 41. an der die gegenüberliegenden Finden der Kontaktarme 26. 27 lagern, wächst, wird der Öffnungsabstand /wischen den festen und den beweglichen Kontaktstücken nach einer Exponentialfunktion größer. Dies wird durch zwei halbkreisförmige Nocken

44 auf der inneren Oberfläche der Gehäusewandhälfien erreicht, die mit der oberen Flache der Kontaktarme 26. 27 bei der Aufwärtsbewegung des Kontaktarmträgers 30 zusammenwirken.

'Die innenwand ist in der Zeichnung mit 39 bezeich net und der halbkreisförmige Nocken 44 ist ^;n gestrichelten Linien in F i g. 1 dargestellt.

Die einander gegenüberliegenden Enden der Kontaktarme 26. 27 sind gabelförmig gestaltet, so daß sie den Kontaktarmträger 30 umsch'ießen und zwischen sich aufnehmen können.

F-" i g. 3 zeigt eine auseinandergezogene Ansicht der mittig liegenden Bestandteile des Überstromschalters 10. Die Schaltteile 20 und 22, die zylindrisch ausgebildete Teile aufweisen, sind in Längsrichtung von einem Ende her unter Bildung parallelliegender Beine 45. 46 geschlitzt. [Die äußeren finden der Beine 45 und 46 weisen gegenübersteifende Oberflächen 47 und 48 auf. die normalerweise aneinanderstoßen. Jedoch nach Orchui.g des Schahteilcs 22 relativ zum Sl ,ilttcil 20 infolge einer Bewegung des 13imetallstrcifens 23 werden die paralleüicgendeti Beine 46 des unteren Schaltfiies 22 in eine Linie mit den Schlitzen des oberen Schaltteiles 20 gebracht. Hierdurch ist es möglich, daß der Kontaktarmträger 30 sich nach oben infolge der Druckkraft der Feder 43 bewegt. Um die Reibung zu verringern, lagert der untere Schaft 21 auf einer Kugel 50, die in einer Vertiefung .51 im Kontaktarmträger 30 angeordnet ist.

Wie in der vergrößerten Ansicht dir Fig.4 und 5 tiargestellt ist, umfaßt die Auslöseeinrichtung den Bimetallstreifen 23, dessen inneres Ende 52 an einem isolierenden Befestigungsst'Jck 53 über einem U-förmigcn Teil 54 befestigt ist. Der Teil 54 weist ebenfalls den geflochtenen Draht 24 auf, der mit ihm durch Verschweißen elektrisch verbunden ist. Das Befestigungsstück 53 ist fest an dem unteren Schaltteil 22 angeord-

net. so chill die Drehbewegung lies Bimetallstreikns 23 in cine Drehbewegung des unteren Schaltteiles über tragen wird. Die Drehbewegung tritt auf. wenn sieh der !!!metallstreifen auf- und zuwiekelt. wenn er infolge des Auftretens eines /w großen Stromes erhitzt wird und nach dem Offnen der Schaltteile des Überströmst halters wieder abkühlt.

Unter Bezugnahme auf die im einzelnen in größerem Maßslab in Γ i g. 6 dargestellte Kontakteinrichtung isi der Kontaktarmträger 30 mit dem unteren Schaft 21 über einem tangential liegenden Verbindungszapfen 55 verbunden, der sich durch den Kontaktarmirägcr 30 erstreckt und in einer am Umfang um das untere Knde ties unteren Schaftes 21 verlaufende Nut sit/t. Hierdurch sind der Schaft und der Kontaktarmträger 30 miteinander verbunden, eine Drehung des Schaftes ^relativ /um Kontaktarmträger ist jedoch möglich.

Wie in durchgezogenen Linien dargestellt, befinden sich die Kontaktarme in ihrer geschlossenen Stellung. Daher drückt die F-'cdcr 40 die obere F lache des Mansches 41 der Isolierscheibe 31 gegen das jochförmige finde der Kontaktarme 26. 27, so daß die beweglichen Koniaktstücke gegen die festen Kontaktstück gedrückt werden. Zur Aufnahme der Keder 43 dient eine ringförmige Bohrung 56 im Kontaktannträger 30. Die Keder 43 stützt sich an ihrem unteren Knde gegen den Grundflansch der Kührungshülse 42 ab. während sie mit ihrem oberen Ende gegen einen Teil des Kontaktarmträgers 30 drückt, der die ringförmige Bohrung 56 begrenzt. Der Kontaktarmträger 30 ist ferner mit einem sich axial erstreckenden Schaft 57 versehen, der verschiebbar in der Kührungshülse 42 geführt ist.

In K i g. 7 ist eine der beiden Gehäusehälften dargestellt, in der der halbkreisförmige Nocken 44 angeordnet ist. Der Nocken 44 ist durch parallel im Abstand voneinander hegende Teile 60 und 61 begrenzt, zwischen denen sich der Kontaktarmträger 30 in vertikaler Richtung bewegt. Die nach oben gerichtete Bewegung

des Kontakiarmträgers 30 wird durch Teile begrenzt, die an die unlere Oberfläche eines Anschlags 62 zur Anlage kommen, der zwischen den Teilen 60 und 61 angeordnet ist. Der Bimetallstreifen befindet sich im wesentlichen zwischen den ebenfalls in K i g. 7 dargestellten, abgerundeten Wülsten 63 und 64. Die Gehäusewände weisen ferner Klächcn 65 und 66 auf, auf denen die festen Konlaktstückc 34 und 35 liegen.

Wie aus den l'iguren hervorgeht, treten beim Arbeiten des Übcrstromschaltcrs keine Belastungen an dem Bimetallstreifen 23 auf. wenn die beweglichen Kontaktstücke 36. 37 in der Schließstellung gehalten werden. Das gleiche gilt beim Öffnen und Schließen derselben. Die Belastung wird über den Kontaktarmträger 30. die Kontaktarme 26. 27, die an der Keder 40 anliegende Isolierscheibe 31. den unteren Schaft 21, die unteren und oberen Schaltteile 20 und 22 sowie den oberen Befestigungsschaft 18 direkt von dem Druckknopf 16 übertragen, wenn dieser niedergedrückt wird, um die Kontaktstücke zu schließen. Wenn der Überstromschalter geschlossen ist, wird die nach oben gerichtete und durch die Keder 43 erzeugte Druckkraft durch dieselben Teile übertragen, so daß ebenfalls keine Belastungen am Bimetallstreifen auftreten.

Wenn der Druckknopf 16 zum Schließen der Kontaktstüclr. niedergedrückt wird, und wenn die Kontaktstücke in der Schließstellung gehalten werden, stoßen die Enden der Schaltteile 20 und 22 aneinander. Da ihre aneinanderstoßenden Mächen feiner sehr klein sind, erzeugen sie auch nur geringe Re'Dungskräfte. wenn sie relativ zueinander verdreht werden.

Der oben geschilderte Sachverhalt zusammen mit der Verwendung der eine geringe Reibung erzeugenden Kugel 50 gestatten die Drehung des unteren .Schaltteiles 22 durch den Bimetallstreifen 23 in einer wenig Kraft erfordernden Weise, so daß der Überstromschaltcr in Abhängigkeit von der auftretenden Überlastung sehr genau zu arbeiten vermag.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. ilberstrumschalter mit in einem Sehaliergehäu- |e angeordneten festen Kontaktstücken und diese iberbrückcnden, beweglichen Kontakistücken, die Sn je einem freien Ende eines mittig an einem Kuntaktarmtrager gelagerten, kippbaren Koniaktarmes #ngeordnet sind, dessen anderes Ende auf einem durch eine Feder belasteten Ring aufliegt, mit einem druckknopfbetäligten Klinkenmechanismus, ^er durch einen thermischen Auslöser in Form eines fvendelförmigen Bimetallstreifens auslösbar ist, bei »elchcm Überstromschalter der Kontaktarmträger im Gehäuse in Richtung des Klinkenmechanismus bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, ^aO der die kippbaren Kontaktarme (26, 27) lagernde Kontaktarmtrager (30) zusammen mit einem Turn Klinkenmechanismus gehörenden, koaxial /um wendeiförmigen Bimetallstreifen (23) angeordneten Schaft (21) verschiebbar ist und unter der Kraft einer in Öffnungsrichtung der Kontaktstücke (36. 37) w irkenden Feder (43) steht.

2. Überstromschalter nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakiarmträger (30) von um Gehäuse befindlichen Teilen (60. 61) geführt ist.

3. Überstromschalter nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (43) auf dem Boden des Gehäuses in einer Vertiefung koaxial zu einer Feder (40) angeordnet ist. die einen Flansch (41) einer Isolierscheibe (31) beaufschlagt, auf dessen der Feder (40) abgewandten Seite die freien Enden der beweglichen Kontaktar nie (26. 271 aufliegen.

4. Überstromschalter nach / nspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktarmträger (30) an Reinem der Feder (43) zugewandten Ende eine die Feder (43) aufnehmende ringförmige Bohrung (56) M)WiC einen sich axial zu dieser erstreckenden Schaft (57) aufweist, der in eine auf dem Gehäuse boden ruhende Führungshülse (42) greift.

5. Überstromschalter nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (43) einerseits an dem Kontaktarmtrager (30) und andererseits an einem Außenflansch der Führungshülsc (42) anliegt.

6. Überstrnmschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktarmtrager (30) eine den Schaft (21) aufnehmende Vertiefung (51) (F i g. 3) aufweist, daß der Schaft (21) in der Vertiefung (51) auf einer Kugel (50) drehbar gelagert ist lind daß der Schaft (21) eine Umfangsnut besitzt, in <ier ein im Kontaktarmtrager (30) befestigter Verbindungszapfen (55) liegt.

7. Überstromschalter nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß ein Nocken (44) von der Innen-IVH.ncl (39) der gegenüberliegenden Hälften des Gcliäuses (14) jeweils in die Bewegungsbahn der Kontaktarme (26. 27) ragt.

8. Überstromschalter nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß vuii der Innenwand (39) des Gehäuses (14) ein Anschlag (62) zur Begrenzung der axialen Verschiebbarkeit des Kontaktarmttägers (30) in dessen Bewegungsbahn ragt.