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EP0680065A1 - Überlast-Schutzschalter - Google Patents

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Publication number
EP0680065A1
EP0680065A1 EP95105469A EP95105469A EP0680065A1 EP 0680065 A1 EP0680065 A1 EP 0680065A1 EP 95105469 A EP95105469 A EP 95105469A EP 95105469 A EP95105469 A EP 95105469A EP 0680065 A1 EP0680065 A1 EP 0680065A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
circuit breaker
slide
rocker
contact
breaker according
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
EP95105469A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0680065B1 (de
Inventor
Fred Moalem
John R. Joyce, Jr.
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Electromechanical Components Inc
Original Assignee
Siemens Electromechanical Components Inc
Potter and Brumfield Inc
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 Siemens Electromechanical Components Inc, Potter and Brumfield Inc filed Critical Siemens Electromechanical Components Inc
Publication of EP0680065A1 publication Critical patent/EP0680065A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0680065B1 publication Critical patent/EP0680065B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H73/00—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism
    • H01H73/22—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism having electrothermal release and no other automatic release
    • H01H73/30—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism having electrothermal release and no other automatic release reset by push-button, pull-knob or slide
    • H01H73/303—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism having electrothermal release and no other automatic release reset by push-button, pull-knob or slide with an insulating body insertable between the contacts when released by a bimetal element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/02—Details
    • H01H37/32—Thermally-sensitive members
    • H01H37/52—Thermally-sensitive members actuated due to deflection of bimetallic element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H73/00—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism
    • H01H73/22—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism having electrothermal release and no other automatic release
    • H01H73/26—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism having electrothermal release and no other automatic release reset by tumbler
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49105—Switch making

Definitions

  • overload circuit breakers are used in electrical and electronic systems in which components have to be protected against overcurrents.
  • a typical circuit breaker with a bimetallic trip mechanism is described in US-A-4,363,016.
  • a rocker is provided for resetting the circuit breaker after it has tripped.
  • it is not possible to switch the contacts manually from the switched-on state to the switched-off state.
  • the aim of the present invention is therefore to avoid the disadvantages mentioned in a circuit breaker of the type mentioned in the introduction.
  • a circuit breaker which is effective as a switch and as an overcurrent release is to be created, which has few individual parts and which is compact in construction and has small dimensions, in particular with regard to the height and width.
  • the circuit breaker should be designed so that the overload release function is reset by moving the switch to the on state. Furthermore, it should be ensured that a slow or creeping contact actuation when opening or closing is avoided when the switch is actuated and that an undefined and incomplete contact closure (so-called volatile contact) is also excluded.
  • this object is achieved in a circuit breaker of the type mentioned at the outset in that the switching means comprise a slide with a front actuation end and a rear drive end, which is arranged in the housing in such a way that its actuation end engages with the contact pair in a feed position is and this holds open, in a retracted position, however, is out of engagement with the pair of contacts, and that in the housing a curve guide is provided, by which the actuating end is deflected in the transverse direction when the slide is moved longitudinally and thereby causes a sudden switching movement when the contact pair is opened or closed.
  • the preferred exemplary embodiment of a manually switchable overload circuit breaker shown in the drawings, and in particular in FIGS. 1 and 2, has an elongated housing with a trough-shaped base body 1 and a cover 2, the latter being fastened to the open side of the base body 1.
  • the base body 1 and the cover 2 are formed from an electrically insulating plastic material.
  • the base body 1 forms an elongated contact chamber 11 and its own drive chamber 12, both of which are separated from one another by a partition 13.
  • the contact chamber 11 is designed to receive a fixed contact 3 carried by a connecting element 31 and a movable contact 4 carried by a bimetallic leaf spring 42 and a connecting element 41.
  • the connection elements 31 and 41 are fastened in slots 15 and 16 of the base body 1, such that the two contacts 3 and 4 are arranged opposite one another.
  • the guide gap 14 is the only passage between the contact chamber 11 and the drive chamber 12.
  • the central portions 51 and 61 of the slide 5 and the separating strip 6 are reduced in thickness and width, so that they are next to each other in a common plane in the Guide gap 14 can be performed and the guide gap can be so narrow that it ensures sufficient insulation between the contact chamber 11 and the drive chamber 12.
  • the drive chamber has an open end side, in which a rocker 7 is pivotally mounted between the base body 1 and the cover 2, for example by means of journal 71.
  • the slide 5 has a front actuating end 52 with an actuating finger 53 which is in the direction of the movable contact 4 supporting bimetallic leaf spring 42 projects, and a cam portion 54 on the opposite of the movable contact 4 Side is formed. Furthermore, the slide 5 has a rear drive end 55, which is arranged in the drive chamber 12 and is in engagement with a first rocker wing 72. Furthermore, a pull-back pin 56 is integrally formed on the rear drive end 55, which can be brought into engagement with a pull-back arm 73 which is formed on the underside (towards the interior of the housing) of the rocker 7.
  • the separating strip 6 forms an insulating section 62 at its front end which can be inserted between the fixed contact 3 and the movable contact 4 when they are in the contact opening state. Furthermore, there is a recess 63 in the separating strip 6, through which the contacts 3 and 4 can be closed when the separating strip is in the advanced position and the triggering mechanism, i.e. H. the bimetal spring 42 is not in the release state. As mentioned, the separating strip 6 is guided in the common guide gap 14 with the slide 5, which is in the same alignment with the first rocker wing 72.
  • the separating strip 6 has a cranked section 64 in the drive chamber 12, so that its rear end 65 engages with the associated second rocker wing.
  • a compression or coil spring 8 is arranged in the drive chamber 12; this spring 8 is supported on the dividing wall 13 and acts against the cranked section 64 of the dividing strip in order to bias the dividing strip 6 against the second rocker wing 74 and into the contact opening position.
  • the circuit breaker is shown in its switch-on position or the contact closing position.
  • the movable contact 4 is pressed by the spring force of the bimetallic leaf spring 42 through the recess 63 of the separating strip 6, which is in the advanced position, against the fixed contact 3.
  • the rocker 7 is also in its switch-on position, so that its second wing 74 touches the rear end 65 of the separating strip 6.
  • the closed movable contact 4 is supported on a shoulder 66 of the separating strip 6 and thereby holds the separating strip in the advanced position against the restoring force of the compression spring 8, which acts against the cranked section 64 of the separating strip 6.
  • the slide 5 is in the retracted position so that its actuating finger 53 only slightly touches the bimetallic spring 42 and its cam portion 54 rests on a side wall 17 and a step 18 of the housing.
  • the bimetallic leaf spring 42 bends and snaps, causing the movable contact 4 to move downward (in FIG. 2) and thereby move out of the plane of the isolating strip 6 and removed from the recess 63.
  • the spring 8 which is biased against the cranked section 64 of the separating strip 6, presses on the rear end 65 of the separating strip and pushes it to the right (in FIG. 2), so that it comes with its insulating section 62 between the contacts 3 and 4.
  • the rocker wing 74 is pressed outward and thereby rotates the rocker 7 counterclockwise, as a result again the first rocker wing 72 moves the slider 5 to the left in the figure.
  • the front actuating end 52 then sits between the bimetallic spring 42 and the step 18 of the housing.
  • the rocker is then in a middle position between the switch-on and switch-off positions and thus indicates the “release” state, as can be seen in FIG. 3.
  • the separation of the contacts enables the insulating section 62 of the isolating strip 6 to slide between the contacts due to the spring force of the compression spring 8.
  • the slider 5 holds the bimetallic spring 42 in the open position and thus prevents the movable contact 4 from closing the contact again or touching the surface of the separating strip (FIG. 5).
  • the circuit breaker is designed in such a way that the contacts do not begin to separate from one another until the slide ramp 57 has reached stage 18 and has changed moved down the step.
  • a manual force F is applied to move the circuit breaker from its off position (or the trip position shown in Figure 3) to the on position ( Figure 6).
  • the rocker 7 and its protruding retraction arm 73 move clockwise.
  • the retraction arm 73 only engages with the retraction pin 56 when the rocker is pivoted through a predetermined angle, as shown in FIG. 6.
  • the only decisive forces are the manual force F and the spring forces.
  • the rocker 7 returns to its switch-off position according to FIG. 5.
  • the rocker 7 moves clockwise, it also prints the separating strip 6 to the left in the drawing and thus enables its recess 63 to come into alignment with the contacts 3 and 4.
  • the projecting withdrawal arm 73 touches and pulls back the slide (FIG. 7)
  • the movable contact 4 falls through this recess 63 in the separating strip 6 and touches the fixed contact 3. This prevents volatile contact when moving from the switch-off to the switch-on position.
  • the position of the rocker 7 with its angular position indicates the state of the switching and triggering mechanism, the end position according to FIG. 2 being the switched “ON” state, the end position of the rocker 7 counterclockwise according to FIG. 5 the switched “OFF” state and an intermediate position of the rocker according to Figure 3 indicates the "TRIP" state of the circuit breaker.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Breakers (AREA)
  • Element Separation (AREA)

Abstract

Der von Hand umschaltbare Schutzschalter besitzt ein Gehäuse (1, 2), einen feststehenden und einen beweglichen Kontakt (3, 4), Schaltmittel (5, 7) zur Betätigung der Kontakte in einem ersten Schaltzustand der Kontaktöffnung und in einem zweiten Schaltzustand der Kontaktschließung und eine Unterbrechereinrichtung zur Unterbrechung des Stromflusses über die Kontakte in Abhängigkeit von dem Überschreiten eines vorgegebenen Wertes durch den Strom. Die Schaltmittel umfassen einen Schieber, der zwischen einer Vorschubposition, in der er die Kontakte geöffnet hält, und einer Rückzugsposition, in der er die Kontakte zum Schließen freigibt, beweglich ist. Der Schieber ist in dem Gehäuse so geführt, daß eine stetige Längsbewegung in eine sprungartige Querbewegung umgesetzt wird, um eine sprungartige Schaltbewegung beim Öffnen und Schließen der Kontakte zu bewirken und so eine schleichende oder flüchtige Kontaktgabe zu vermeiden. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Überlast-Schutzschalter mit
    • einem Gehäuse,
    • einem in dem Gehäuse angeordneten Kontaktpaar,
    • Schaltmitteln zur Betätigung des Kontaktpaares, so daß dieses in einem ersten Schaltzustand offen gehalten wird und in einem zweiten Schaltzustand sich zu schließen vermag, und
    • einer in dem Gehäuse angeordneten Unterbrechereinrichtung, welche den Stromfluß über die Kontakte zu unterbrechen vermag, wenn dieser einen vorgegebenen Wert überschreitet.
  • Derartige Überlast-Schutzschalter werden in elektrischen und elektronischen Systemen eingesetzt, bei denen Bauelemente gegen Überströme geschützt werden müssen.
  • Ein typischer Überlast-Schutzschalter mit einem Bimetall-Auslösemechanismus ist in US-A-4,363,016 beschrieben. Bei der dort beschriebenen Vorrichtung ist eine Wippe zur Rückstellung des Schutzschalters nach dessen Auslösung vorgesehen. Allerdings ist es dort nicht möglich, die Kontakte manuell vom Einschaltzustand in den Ausschaltzustand zu schalten.
  • Ein Überlast-Schutzschalter, der zugleich als Ein-Aus-Schalter betätigbar ist, ist in US-A-4,833,439 beschrieben. Bei dem dort beschriebenen Schalter besitzt eine Wippe einen vorspringenden Arm, welcher direkt auf eine Bimetall-Auslösefeder zum Zwecke des manuellen Schließens bzw. Öffnens eines Kontaktpaares einwirkt. In diesem Fall müssen die Kontakte nahe im Wippenbereich des Schutzschaltergehäuses angeordnet sein, damit die direkte Betätigung durch die Wippe möglich wird. Das kann aufgrund des geringen Abstandes zwischen den Kontakten, welche hohe Ströme führen, und der von Hand betätigten Wippe zu Isolationsproblemen führen. Ein weiteres Problem kann sich aus der Tatsache ergeben, daß bei dieser bekannten Vorrichtung die Zeit zum Schließen bzw. Öffnen der Kontakte beim Schalten direkt von der Drehgeschwindigkeit der Wippe abhängt. Eine langsame oder unvollständige Schaltbewegung der Wippe kann dazu führen, daß die Kontakte einander nur leicht berühren oder unvollständig geschlossen werden, was eine unerwünschte Lichtbogenbildung hervorrufen kann, wahrend die Wippe selbst in ihre Ausgangsposition zurückschwenkt (sogenannte schleichende oder flüchtige Kontaktgabe).
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, bei einem Schutzschalter der eingangs genannten Art die erwähnten Nachteile zu vermeiden. Insbesondere soll ein als Schalter und als Überstromauslöser wirksamer Schutzschalter geschaffen werden, der wenig Einzelteile besitzt und der kompakt im Aufbau ist und geringe Abmessungen aufweist, insbesondere bezüglich der Höhe und Breite.
  • Der Schutzschalter soll so ausgelegt sein, daß durch Bewegung des Schalters in den Einschaltzustand eine Rücksetzung der Überlast-Auslösefunktion erfolgt. Weiterhin soll sichergestellt werden, daß bei Betätigung des Schalters eine langsame bzw. schleichende Kontaktbetätigung beim Öffnen bzw. Schließen vermieden wird und daß gleichfalls eine undefinierte und unvollständige Kontaktschließung (sogenannte flüchtige Kontaktgabe) ausgeschlossen wird.
  • Erfindungsgemäß wird dieses Ziel bei einem Schutzschalter der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Schaltmittel einen Schieber mit einem vorderen Betätigungsende und einem hinteren Antriebsende umfassen, der in dem Gehäuse derart längs verschieblich angeordnet ist, daß sein Betätigungsende in einer Vorschubposition mit dem Kontaktpaar in Eingriff ist und dieses geöffnet hält, in einer Rückzugsposition dagegen außer Eingriff mit dem Kontaktpaar ist, und daß in dem Gehäuse eine Kurvenführung vorgesehen ist, durch die bei Längsbewegung des Schiebers dessen Betätigungsende in Querrichtung ausgelenkt wird und dadurch eine sprungartige Schaltbewegung beim Öffnen bzw. Schließen des Kontaktpaares bewirkt. Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung naher erläutert. Es zeigt
    • Figur 1 einen erfindungsgemäß gestalteten Überlast-Schutzschalter in perspektivischer Explosionsdarstellung;
    • Figur 2 eine Seitenansicht des Schutzschalters von Figur 1, wobei die im offenen Gehäuse montierten Einzelteile sichtbar sind und wobei der Schutzschalter sich in der Einschaltposition befindet;
    • Figur 3 eine Seitenansicht wie in Figur 2, wobei der Schutzschalter im Auslösezustand gezeigt ist;
    • Figur 4 die gleiche Seitenansicht wie in Figur 2, wobei der Schutzschalter eine Zwischenposition beim Schalten von der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung einnimmt;
    • Figur 5 die Seitenansicht wie in Figur 2, jedoch mit dem Schutzschalter in der Ausschaltposition;
    • Figur 6 wiederum eine Seitenansicht wie in Figur 2, wobei nunmehr eine erste Zwischenposition beim Schalten vom Ausschalt- in den Einschaltzustand gezeigt ist;
    • Figur 7 die Seitenansicht wie in Figur 2, wobei eine zweite Zwischenposition beim Schalten von der Ausschalt- in die Einschaltposition gezeigt ist.
  • Das in den Zeichnungen, und insbesondere in den Figuren 1 und 2 gezeigte bevorzugte Ausführungsbeispiel eines von Hand ausschaltbaren Überlast-Schutzschalters besitzt ein längliches Gehäuse mit einem wannenförmigen Grundkörper 1 und einem Deckel 2, wobei letzterer auf der offenen Seite des Grundkörpers 1 befestigt wird. Der Grundkörper 1 und der Deckel 2 sind aus einem elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial geformt. Der Grundkörper 1 bildet eine langgestreckte Kontaktkammer 11 und eine eigene Antriebskammer 12, die beide durch eine Trennwand 13 voneinander getrennt sind. Die Kontaktkammer 11 ist zur Aufnahme eines von einem Anschlußelement 31 getragenen feststehenden Kontaktes 3 und eines von einer Bimetall-Blattfeder 42 sowie einem Anschlußelement 41 getragenen beweglichen Kontaktes 4 ausgelegt. Die Anschlußelemente 31 und 41 sind in Schlitzen 15 und 16 des Grundkörpers 1 befestigt, derart, daß die beiden Kontakte 3 und 4 einander gegenüberstehend angeordnet sind.
  • Ein Schieber 5 und eine Trennleiste 6, beide aus Isoliermaterial hergestellt, sind in dem Grundkörper 1 angeordnet und jeweils mit Mittelabschnitten 51 bzw. 61 in einem Führungsspalt 14 der Trennwand 13 geführt. Der Führungsspalt 14 ist der einzige Durchgang zwischen der Kontaktkammer 11 und der Antriebskammer 12. Die Mittelabschnitte 51 und 61 des Schiebers 5 bzw. der Trennleiste 6 sind gering in der Dicke und in der Breite vermindert, so daß sie in einer gemeinsamen Ebene nebeneinander in dem Führungsspalt 14 geführt werden können und der Führungsspalt so schmal sein kann, daß er eine ausreichende Isolation zwischen der Kontaktkammer 11 und der Antriebskammer 12 gewährleistet. Die Antriebskammer besitzt eine offene Abschlußseite, in welcher eine Wippe 7 schwenkbar zwischen dem Grundkörper 1 und dem Deckel 2 gelagert ist, beispielsweise mittels Lagerzapfen 71. Der Schieber 5 besitzt ein vorderes Betätigungsende 52 mit einem Betätigungsfinger 53, der in Richtung auf die den beweglichen Kontakt 4 tragende Bimetall-Blattfeder 42 vorspringt, und einen Nockenabschnitt 54, der an der dem beweglichen Kontakt 4 gegenüberliegenden Seite angeformt ist. Weiterhin besitzt der Schieber 5 ein hinteres Antriebsende 55, welches in der Antriebskammer 12 angeordnet ist und mit einem ersten Wippenflügel 72 in Eingriff ist. Ferner ist an dem hinteren Antriebsende 55 ein Rückzugszapfen 56 nach unten angeformt, welcher mit einem Rückzugsarm 73 in Eingriff bringbar ist, der an der Unterseite (zum Gehäuseinneren hin) der Wippe 7 angeformt ist.
  • Die Trennleiste 6 bildet einen isolierenden Abschnitt 62 an ihrem vorderen Ende, welcher zwischen dem feststehenden Kontakt 3 und dem beweglichen Kontakt 4 einschiebbar ist, wenn diese sich im Kontaktöffnungszustand befinden. Ferner ist in der Trennleiste 6 eine Ausnehmung 63 ausgespart, durch welche die Kontakte 3 und 4 geschlossen werden können, wenn sich die Trennleiste in vorgeschobener Position befindet und der Auslösemechanismus, d. h. die Bimetallfeder 42, sich nicht im Auslösezustand befindet. Wie erwähnt, ist die Trennleiste 6 in dem gemeinsamen Führungsspalt 14 mit dem Schieber 5 geführt, welcher sich mit dem ersten Wippenflügel 72 in gleicher Flucht befindet. Die Trennleiste 6 besitzt einen gekröpften Abschnitt 64 in der Antriebskammer 12, so daß ihr hinteres Ende 65 mit dem zugehörigen zweiten Wippenflügel in Eingriff gelangt. Eine Druck- oder Schraubenfeder 8 ist in der Antriebskammer 12 angeordnet; diese Feder 8 ist an der Trennwand 13 abgestützt und wirkt gegen den gekröpften Abschnitt 64 der Trennleiste, um die Trennleiste 6 gegen den zweiten Wippenflügel 74 und in die Kontaktöffnungsposition vorzuspannen.
  • Beim Zusammenbau des Überlast-Schutzschalters können alle Funktionsteile in dem Grundkörper 1 montiert und danach in ihrer Montageposition durch Befestigung des Deckels 2 auf der offenen Seite des Grundkörpers 1 gesichert werden. Weiterhin kann eine Frontplatte bzw. eine Abdeckung 9 über die offene Gehäuseseite und über die Wippe 7 eingerastet werden, wobei diese Abdeckung 9 den Grundkörper 1 und den Deckel 2 mittels Klemmarmen 91 zusammenhält. Weiterhin kann der vollständige Schutzschalter in die Öffnung einer Schalttafel eingesteckt und dort mittels federnder Rastarme 92 fixiert werden.
  • Die Wirkungsweise des von Hand betätigbaren Schutzschalters wird im folgenden beschrieben.
  • In Figur 2 ist der Schutzschalter in seiner Einschaltposition bzw. der Kontaktschließposition dargestellt. Der bewegliche Kontakt 4 wird durch die Federkraft der Bimetall-Blattfeder 42 durch die Ausnehmung 63 der Trennleiste 6, welche sich in vorgeschobener Position befindet, hindurch gegen den feststehenden Kontakt 3 gedruckt. Die Wippe 7 befindet sich ebenfalls in ihrer Einschaltposition, so daß ihr zweiter Flügel 74 das hintere Ende 65 der Trennleiste 6 berührt. Der geschlossene bewegliche Kontakt 4 stützt sich an einer Schulter 66 der Trennleiste 6 ab und hält dadurch die Trennleiste in der vorgeschobenen Position entgegen der Rückstellkraft der Druckfeder 8, welche gegen den gekröpften Abschnitt 64 der Trennleiste 6 wirkt. Der Schieber 5 befindet sich in der Rückzugsposition, so daß sein Betätigungsfinger 53 lediglich leicht die Bimetallfeder 42 berührt und sein Nockenabschnitt 54 an einer Seitenwand 17 und einer Stufe 18 des Gehäuses ruht.
  • Wenn ein über die Kontakte 3 und 4 fließender Strom einen vorbestimmten Wert überschreitet, biegt sich die Bimetall-Blattfeder 42 und schnappt um, wodurch sich der bewegliche Kontakt 4 nach unten (in Figur 2) bewegt und sich dabei aus der Ebene der Trennleiste 6 und aus der Ausnehmung 63 entfernt. Sobald der bewegliche Kontakt 4 nicht mehr an der Schulter 66 anliegt, druckt die Feder 8, welche gegen den gekröpften Abschnitt 64 der Trennleiste 6 vorgespannt ist, auf das hintere Ende 65 der Trennleiste und schiebt diese nach rechts (in Figur 2), so daß sie mit ihrem Isolierabschnitt 62 zwischen die Kontakte 3 und 4 gelangt. Als Ergebnis der Bewegung der Trennleiste wird der Wippenflügel 74 nach außen gedruckt und dreht dabei die Wippe 7 im Gegenuhrzeigersinn, wodurch wiederum der erste Wippenflügel 72 den Schieber 5 in der Figur nach links verschiebt. Das vordere Betätigungsende 52 sitzt dann zwischen der Bimetallfeder 42 und der Stufe 18 des Gehäuses. Die Wippe steht dann in einer Mittelstellung zwischen der Einschalt- und der Ausschaltstellung und zeigt so den "Auslöse"-Zustand an, wie dies in Figur 3 zu sehen ist.
  • Nunmehr soll die Schaltbewegung von der Einschalt-Position (Figur 2) in die Ausschalt-Position (Figur 5) beschrieben werden.
  • Wenn eine Kraft F manuell ausgeübt wird, um den Schutzschalter in die Ausschalt-Position zu verstellen, dreht sich die Wippe 7 im Gegenuhrzeigersinn und druckt den Schieber 5 nach links (in der Zeichnung). Der Schieber besitzt an seinem Nockenabschnitt 54 eine Rampe 57, welche über die Stufe 18 am Grundkörper 1 bewegt werden muß, wodurch der Schieber (in Figur 4) eine Bewegung nach unten erfährt. Diese Bewegung veranlaßt den Betätigungsfinger 53 des Schiebers 5 dazu, den beweglichen Kontakt 4 von dem feststehenden Kontakt 3 zu trennen, in dem er eine abwärts gerichtete Kraft auf die Bimetallfeder 42 ausübt. Aufgrund der Stufe 18 erfolgt die Trennung der Kontakte in einer Sprung- bzw. Schnappbewegung, wodurch eine schleichende Kontaktöffnungsbewegung vermieden wird. Die Trennung der Kontakte ermöglicht dem Isolierabschnitt 62 der Trennleiste 6, aufgrund der Federkraft der Druckfeder 8 sich zwischen die Kontakte zu schieben. Der Schieber 5 hält die Bimetallfeder 42 in Öffnungsposition und verhindert so, daß der bewegliche Kontakt 4 den Kontakt wieder schließt oder die Oberfläche der Trennleiste berührt (Figur 5). Um die Möglichkeit eines sogenannten "Kontakt-Antippens" auf dem Weg von der Einschalt- in die Ausschaltposition zu vermindern, ist der Schutzschalter so gestaltet, daß die Kontakte sich nicht voneinander zu lösen beginnen, bis die Schieberrampe 57 die Stufe 18 erreicht hat und sich über die Stufe hinab bewegt. Das ermöglicht es der Bimetallfeder, aufgrund ihrer Federkraft und ihrer Richtung bezüglich der Schieberrampe 57 den Schieber 5 zurück in seine Einschaltposition (mit geschlossenen Kontakten) zu bewegen, falls die betätigende Person die Wippe 7 losläßt, bevor die Trennleiste 6 sich zwischen die Kontakte geschoben hat (Figur 3). Um dieses Prinzip während des gesamten Schaltweges von der Einschalt- in die Ausschaltposition zur Geltung zu bringen, muß die Trennleiste 6 mit ihrem Isolierabschnitt 62 zwischen die Kontakte 3 und 4 gelangen, bevor der Schieber 5 die Stufe 18 verläßt.
  • Nunmehr soll die Schaltoperation von der Ausschalt- in die Einschaltposition beschrieben werden.
  • Wie in Figur 6 gezeigt ist, wird eine manuelle Kraft F ausgeübt, um den Schutzschalter von seiner Ausschaltposition (oder der Auslöseposition gemäß Figur 3) in die Einschaltposition (Figur 6) zu bringen. Die Wippe 7 und ihr vorspringender Rückzugsarm 73 bewegen sich im Uhrzeigersinn. Wie klar in Figur 5 zu sehen ist, besteht ein beträchtliches Spiel zwischen dem vorstehenden Rückzugsarm 73 und dem Rückzugszapfen 56 des Schiebers 5, wenn sich die Wippe in der Ausschaltstellung befindet. So kommt der Rückzugsarm 73 mit dem Rückzugszapfen 56 erst in Eingriff, wenn die Wippe um einen vorbestimmten Winkel verschwenkt ist, wie in Figur 6 gezeigt. Bevor der vorspringende Rückzugsarm 73 den Rückzugszapfen 56 des Schiebers 5 erreicht, sind die einzigen maßgebenden Kräfte die manuelle Kraft F und die Federkräfte. Wenn somit die manuelle Kraft F zu irgendeinem Zeitpunkt während dieses Zeitraums weggenommen wird, kehrt die Wippe 7 in ihre Ausschaltposition gemäß Figur 5 zurück. Wenn sich die Wippe 7 im Uhrzeigersinn bewegt, druckt sie auch die Trennleiste 6 in der Zeichnung nach links und ermöglicht so deren Ausnehmung 63, in Flucht mit den Kontakten 3 und 4 zu gelangen. Wenn der vorspringende Rückzugsarm 73 den Schieber berührt und zurückzieht (Figur 7), fällt der bewegliche Kontakt 4 durch diese Ausnehmung 63 in der Trennleiste 6 und berührt den feststehenden Kontakt 3. Dies verhindert eine flüchtige Kontaktgabe bei der Bewegung von der Ausschalt- in die Einschaltposition.
  • Es sei noch erwähnt, daß die Stellung der Wippe 7 mit ihrer Winkelposition den Zustand des Schalt- und des Auslösemechanismus anzeigt, wobei die Endposition gemäß Figur 2 den geschalteten "EIN"-Zustand, die Endposition der Wippe 7 im Gegenuhrzeigersinn gemäß Figur 5 den geschalteten "AUS"-Zustand und eine Zwischenposition der Wippe gemäß Figur 3 den "AUSLÖSE"-Zustand des Schutzschalters anzeigt.
  • Während oben eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben ist, sind für den Fachmann natürlich andere Ausführungsmöglichkeiten und Abwandlungen denkbar, die von den nachfolgenden Patentansprüchen im Rahmen des Erfindungsgedankens mit erfaßt werden sollen.

Claims (15)

  1. Überlast-Schutzschalter mit
    - einem Gehäuse (1, 2),
    - einem in dem Gehäuse angeordneten Kontaktpaar (3, 4),
    - Schaltmitteln (5, 7) zur Betätigung des Kontaktpaares (3, 4), so daß dieses in einem ersten Schaltzustand offen gehalten wird und in einem zweiten Schaltzustand sich zu schließen vermag, und
    - einer in dem Gehäuse (1, 2) angeordneten Unterbrechereinrichtung (42, 6), welche den Stromfluß über die Kontakte (3, 4) zu unterbrechen vermag, wenn dieser einen vorgegebenen Wert überschreitet,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel einen Schieber (5) mit einem vorderen Betätigungsende (52) und einem hinteren Antriebsende (55) umfassen, der in dem Gehäuse (1, 2) derart längs verschieblich angeordnet ist, daß sein Betätigungsende (52) in einer Vorschubposition mit dem Kontaktpaar (3, 4) in Eingriff ist und dieses geöffnet hält, in einer Rückzugsposition dagegen außer Eingriff mit dem Kontaktpaar (3, 4) ist, und daß in dem Gehäuse (1, 2) eine Kurvenführung (18) vorgesehen ist, durch die bei Längsbewegung des Schiebers (5) dessen Betätigungsende (52) in Querrichtung ausgelenkt wird und dadurch eine sprungartige Schaltbewegung beim Öffnen bzw. Schließen des Kontaktpaares (3, 4) bewirkt.
  2. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel ferner ein Betätigungselement (7) umfassen, das in dem Gehäuse (1, 2) schwenkbar gelagert ist und mit dem Antriebsende (55) des Schiebers (5) in Eingriff ist, um die Schwenkbewegung des Betätigungselementes (7) in eine Längsbewegung des Schiebers (5) umzusetzen.
  3. Schutzschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (7) eine Wippe mit zwei Flügeln (72, 74) zu beiden Seiten einer Mittelachse ist, wobei einer der Flügel (72) mit dem Schieber (5) in Eingriff ist.
  4. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Kontakte (4) von einer Blattfeder (42) getragen ist, daß an dem Betätigungsende (55) des Schiebers ein Betätigungsfinger (53) angeformt ist, der in der Vorschubposition an der Blattfeder (42) angreift, und daß das Betätigungsende (52) des Schiebers der Blattfeder (42) gegenüberliegend einen Nockenabschnitt (54) aufweist, der mit einem Stufen- oder Rampenabschnitt (18) des Gehäuses zusammenwirkt.
  5. Schutzschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechereinrichtung eine Bimetallfeder (42) aufweist, wobei die kontakttragende Blattfeder ein Teil der Bimetallfeder oder mit dieser verbunden ist.
  6. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechereinrichtung eine Trennleiste (6) mit einem Isolierabschnitt (62) zur Kontakttrennung aufweist, wobei die Trennleiste (6) durch eine Feder (8) derart vorgespannt ist, daß der Isolierabschnitt (62) bei jeder Kontaktöffnung sofort zwischen die Kontakte (3, 4) geschoben wird.
  7. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Flügel (74) der Wippe (7) mit der Trennleiste (6) in Eingriff ist, um bei einer Schaltbewegung zum Kontaktschließen die Trennleiste (6) entgegen der Federvorspannung zu verschieben.
  8. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wippe (7) einen zusätzlichen Greifarm (73) aufweist, der bei einer Schaltbewegung zum Kontaktschließen den Schieber (5) erfaßt und zurückzieht.
  9. Schutzschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsende (55) des Schiebers (5) einen Zapfen (56) aufweist, der von dem Greifarm (73) der Wippe (7) erst nach einer Drehbewegung um einen vorgegebenen Winkel in Richtung des Kontaktschließens erfaßt wird.
  10. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennleiste (6) mittels einer Druckfeder (8) gegen den zugeordneten Flügel (74) der Wippe (7) vorgespannt ist.
  11. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1, 2) einen wannenförmigen Grundkörper (1) und einen Deckel (2) umfaßt, daß der Grundkörper (1) durch eine Trennwand (13) in eine Kontaktkammer (11) und eine Antriebskammer (12) unterteilt ist, wobei die Kontaktkammer (11) die Kontakte (3, 4), die Bimetallfeder (42), das Betätigungsende (52) des Schiebers (5) und den Isolierabschnitt (62) der Trennleiste (6) enthält, wobei die Antriebskammer (12) die Wippe (7), das Antriebsende (55) des Schiebers (5) und das hintere Ende (64, 65) der Trennleiste (6) enthält und wobei die Trennwand (13) zumindest einen Führungsspalt (14) zur Durchführung je eines Mittelabschnittes (51, 61) des Schiebers (5) bzw. der Trennleiste (6) aufweist.
  12. Schutzschalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (5) und die Trennleiste (6) jeweils einen flachen Mittelabschnitt (51, 61) aufweisen, daß die beiden Mittelabschnitte nebeneinander durch einen gemeinsamen Führungsspalt (14) der Trennwand (13) geführt sind und daß die Trennleiste (6) an ihrem hinteren Ende einen gekröpften Abschnitt (64) zur Ankoppelung an den zugehörigen Flügel (74) der Wippe (7) aufweist.
  13. Schutzschalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannfeder (8) in der Antriebskammer (12) an der Trennwand (13) abgestützt ist und gegen den gekröpften Abschnitt (64) der Trennleiste (6) wirkt.
  14. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 6 sowie 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wippe (7) mittels Lagerzapfen (71) zwischen dem Grundkörper (1) und dem Deckel (2) gelagert ist.
  15. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (8) so dimensioniert ist, daß sie die Wippe (7) bei Auslösung durch die Unterbrechereinrichtung (42) in eine mittlere Auslöseposition verstellt, und daß die Wippe in die der Kontaktschließung bzw. Kontaktöffnung zugeordneten Endpositionen jeweils nur manuell verstellt werden kann.
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