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Installationsselbstschalter mit einer mechanischen und einer elektrischen
Baueinheit, insbesondere in Schraubstöpselform Die immer stärkere Verwendung elektrischer
Energie in Industrie und Haushalt führt zu einer weitgehenden Verschachtelung der
Stromversorgungsnetze, woraus sich zwangläufig ein starkes Anwachsen der Kurzsehlußströme
ergibt. Die damit wesentlich höheren Beanspruchungen als früher ausgesetzten Installationsselbstschalter
müssen daher eine sehr hohe Abschaltleistung aufweisen. Die Erfüllung der hohen
Forderungen an die Leistungsfähigkeit eines Installationsselbstschalters wird jedoch
durch die Kleinheit des zur Verfügung stehenden Raumes erschwert, was insbesondere
für Schraubstöpselautomaten, die in ihren Abmessungen besonders klein gehalten sind,
gilt. Neuerdings ist auch das Bestreben vorhanden, die Installationsselbstschalter
in ihren Abmessungen noch kleiner als bisher zu bauen.
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Bei der Entwicklung der Installationsselbstschalter hoher Abschaltleistung
ist nun nicht nur ein besonderes Augenmerk auf eine äußerst günstige Raumausnutzung
des Schaltereinsatzes zu richten. Von Bedeutung sind hierbei auch eine wirtschaftliche
Herstellung, bequeme überprüfung und Justierung sowie eine schnelle Montage und
hohe Betriebssicherheit des Schalters.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Installations-, selbstschalter;
insbesondere in Schraubstöpselform.
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Sie macht sich zur Aufgabe, die vorstehend erwähnten Forderungen in
weitgehender Weise zu erfüllen, wobei in einer besonders vorteilhaften Weise von
der bekannten Unterteilung eines Installationsselbstschalters in eine mechanische
und elektrische Baueinheit Gebrauch gemacht wird. Gemäß der Erfindung besitzt ein
für die Befestigung des magretuschen und thermischen Auslösers dienender Blechträger
der elektrischen Baueinheit einen Verbindungsbügel, dessen Schenkel einen Isolierstoffträger
der mechanischen Baueinheit seitlich umfassen, ein Lager für die frei durch Öffnungen
des Isolierstoffträgers greifende Achse einer mit dem thermischen Auslöser zusammenarbeitenden
Auslöseklinke und einen auf einem Anschlag des Isolierstoffträgers aufliegenden
Lappen aufweisen.
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Bei einer derartigen Ausbildung des Installationsselbstschalters gelangen
demnach beim Zusammenbau der beiden Baueinheiten ein Träger aus Blech der elektrischen
Baueinheit und ein Träger aus Isolierstoff der mechanischen Baueinheit derart miteinander
zum Eingriff, daß als verbindendes Glied eine Achse dient, die links und rechts
an dem Blechträger gelagert ist und die die zur mechanischen Baueinheit gehörende,
mit dem thermischen Auslöser zusammenarbeitende Auslöseklinke trägt. Die Achse bewirkt
also nicht nur die Lagerung der Auslöseklinke, sondern sie verbindet auch den mechanischen
Bauteil mit dem elektrischen Bauteil, da sie auch durch die öffnungen des Isolierstoffträgers
geführt ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß die mechanische und die elektrische
Baueinheit an einer einzigen Stelle genau zueinander fixiert und miteinander verbunden
werden. Bei einer Änderung der Abmessungen des Isolierstoffträgers, beispielsweise
durch Preßstoff-Nachschwindungen, bleiben dann die Eingriffsverhältnisse zwischen
dem thermischen- Auslöser und der Auslöseklinke gewahrt.
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Als weitere Verbindungsstellen zwischen der mechanischen und der elektrischen
Baueinheit dienen Lagerstellen des Isolierstoffträgers für Lappen des Blechträgers
der elektrischen Baueinheit, die ein großes Toleranzspiel zwischen den beiden Baueinheiten
zulassen.
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Durch eine solche Bauart des Installationsselbstschalters wird somit
verhindert, daß beim Schwinden oder Verziehen des Preßstoffes des Isolierstoffträgers
sich die Eingriffsverhältnisse zwischen Auslöser und Auslöseklinke und damit die
Eichung verändern können.
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Die bekannten Konstruktionsvorschläge über Installationsselbstschalter
mit einer mechanischen und elektrischen Baueinheit befassen sich jedoch weder mit
Verbindungsmaßnahmen der beiden Baueinheiten im Sinne der vorliegenden Erfindung
noch grundsätzlich mit der dieser zugrunde liegenden Aufgabenstellung
und
Lösung in bezug auf das Schwinden des zur Verwendung kommenden Isolierstoffes und
die thermische Eichung des Isolationsselbstschalters.
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Der von den Schenkeln des U-förmigen Verbindungsgliedes umfaßte Isolierstoffträger
des neuen Selbstschalters kann aus zwei miteinander verbundenen, die mechanischen
Teile tragenden und lagernden Isolierstoffplatten bestehen. Die elektrische Baueinheit
kann ferner einen U-förmigen Tragbügel aus unmagnetischem Material enthalten, dessen
Schenkelenden für die Aufnahme von Lappen einer Platte aus magnetisierbarem Material
Schlitze aufweisen und dessen Joch mit dem Magnetkern fest verbunden ist.
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Um die Befestigung des Schaltereinsatzes in dem Gehäuse mittels einer
einzigen Schraube zu ermöglichen, kann am unteren Ende des Schaltereinsatzes ein
Gewindenippel mit einem Außengewinde zum Aufschrauben der den Schaltereinsatz an
dem Stöpselgehäuse befestigenden Fußkontaktschraube isoliert befestigt sein.
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Der Anker der elektrischen Baueinheit kann vorzugsweise in einer die
Auslösespule tragenden Isolierhülse geführt sein und unter dem Einfluß einer Druckfeder
stehen. Diese im Innern des Ankers angeordnete Druckfeder ist zweckmäßig durch einen
in ein Innengewinde des Gewindenippels einschraubbare-n Gewindestift einstellbar.
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Hinsichtlich der Leitungsverbindungen des Installationsselbstschalters
kann der eine Festkontakt an den Tragbügel der elektrischen Baueinheit und der andere
Festkontakt mit der Gewindehülse des Stöpselgehäuses sowie das eine Ende der Auslösespule
mit dem Gewindenippel und das andere Spulenende mit dem thermischen Auslöser verbunden
sein.
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In den Abb. 1 bis 5 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt.
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Der Schaltereinsatz 1 des Schraubstöpselautomaten besteht aus einer
mechanischen Baueinheit 2 (Abb.1 und 2) und einer elektrischen Baueinheit 3 (Abb.
3).
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Die mechanische Baueinheit 2 enthält zwei für die Befestigung und
Lagerung der mechanischen Teile bestimmte, durch Niete 4 miteinander verbundene
Platten 5, 6 aus Preßstoff (Abb. 2). Außer den mechanischen Teilen sind zwischen
den beiden Isolierplatten 5, 6 ein Druckknopf 7 und eine Kontaktbrücke 8 längsverschiebbar
geführt.
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Die elektrische Baueinheit 3 (Abb. 3) enthält einen U-förmigen Tragbügel
9, der an seinem Joch 10 mit einem weiteren, mit seinen Schenkeln 11, 12 nach oben
ragenden U-förmigen Verbindungsbügel 13, einem Magnetkern 14 und einem überbrückungsblech
15 aus Eisen fest verbunden ist. Die Enden der Schenkel 16, 17 des U-förmigen Tragbügels
9 weisen Schlitze 13 auf, durch die Lappen 19 einer Platte 20 aus magnetisierbarem
Material greifen. Die Platte 20 wird hierbei durch die Federwirkung der Schenkel
16, 17 des U-förmigen Tragbügels 9 in den Schlitzen 18 gehalten.
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Auf den Magnetkern 14 ist eine Isolierhülse 21 geschoben, die die
vorgefertigte Auslösespule 22 aus Draht- oder Bandmaterial aufnimmt. In der Isolierhülse
21 wird ein Anker 23 geführt, in dessen Hohlraum eine Druckfeder 24 angeordnet ist,
die durch einen in das Gewinde eines Gewindenippels 25 einschraubbaren Gewindestift
26 eingestellt werden kann. Ein in einer Bohrung des Magnetkernes 14 angeordneter
Auslösestift 27 aus Isoliermaterial wird von dem Anker 23 betätigt.
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Der Gewindenippel 25 ist durch Niete od. dgl. mit einem- um die- Platte
20 greifenden Haltebügel 28 verbunden (Abb. 1). Durch ein Isolierplättchen 29 ist
dieser Haltebügel 28 von dem Tragbügel 9 isoliert.
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Auf ein Außengewinde des Gewindenippels 25 wird nach dem Einsetzen
des Schaltersatzes 1 in das Gehäuse 38 unter Zwischenschaltung einer eine Isolierung
von der Gewindehülse 30 bewirkenden Keramikscheibe 31 und einer Metallscheibe
32 die Fußkontaktschraube 33 geschraubt (Abb. 4).
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Wegen der Kleinheit des Installationsselbstschalters wird der U-förmige
Tragbügel 9 als Leitungsverbindung zwischen dem thermischen Auslöser 34 und dem
am Tragbügel 9 angeschweißten Festkontakt 35 verwendet. Aus Isolationsgründen ist
es daher notwendig, den die mechanischen Teile tragenden Träger 2 (Abb. 2) aus Preßstoff
herzustellen.
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Das eine Ende der Spule 22 ist an der Stelle 35 mit dem von den übrigen
Metallträgerteilen isolierten Haltebügel 28 und das andere Spulenende mit der Litze
36 des thermischen Auslösers 34 verbunden.
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Der zweite Festkontakt 37 ist mit der Gewindehülse 30 des Stöpselgehäuses
38 verbunden (Abb. 4), während, wie bereits erwähnt, der andere Festkontakt 35 an
dem Tragbügel 9 angeschweißt ist. Die Verbindung des Festkontaktes 37 mit der Gewindehülse
30 wird beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 dadurch erreicht, daß dieser an dem
durch eine Aussparung 39 des Gehäuses 38 greifenden Ende ein dem Gewinde der Gewindehülse
30 entsprechendes zahnähnliches Gewinde 40 aufweist. Der untere Teil des
Gehäuses 38 besitzt dann kein Gegengewinde. Die Gewindehülse 30 wird hierbei lediglich
an dem Gewinde 40 des Festkontaktes 37 festgeschraubt. Nach dem Aufschrauben wird
der Festkontakt 37 gegen das Stöpselgehäuse 38 gedrückt, wodurch die Gewindehülse
30 gut leitend mit dem Festkontakt 37 und mit dem Gehäuse 38 verbunden ist.
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Die beiden getrennt vorgefertigten und für sich prüfbaren Baueinheiten
2, 3 werden zum Schaltereinsatz 1 in der Weise zusammengefügt, daß der Verbindungsbügel
13 mit seinen Schenkeln 11, 12 den Isolierstoffträger 5, 6 umfaßt. Alsdann wird
durch Bohrungen der Schenkel 11, 12 des Verbindungsbügels 13 und durch Bohrungen
der Isolierstoffplatten 5, 6 eine Achse 41 gesteckt, auf die zuvor die Auslöseklinke
42 geschoben wird. Hierbei kommen Lappen 43 der Schenkel 11, 12 des Verbindungsbügels
13 mit einem ein Spiel zwischen dem Verbindungsbügel 13 und dem Isolierstoffträger
5, 6 zulassenden Freiheitsgrad an Ansätzen 44 des Isolierstoffträgers 5,
6 zur Auflage.
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Der sich aus der mechanischen und elektrischen Baueinheit zusammensetzende
Schaltereinsaz 1 wird in dem Stöpselgehäuse 38 mittels der auf das Außengewinde
des Nippels 25 schraubbaren Fußkontaktschraube 33 befestigt. Es ist also für die
Befestigung des Schaltereinsatzes 1 in dem Gehäuse 38 nur eine einzige Schraube
33 notwendig.
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Nach dem Befestigen des Schaltereinsatzes 1 durch die Fußkontaktschraube
33 an dem Gehäuse 38 stützt sich der Isolierstoffträger 5, 6 der mechanischen Baueinheit
2 an der Auflagefläche 48 des Gehäuseunterteils 49 und der U-förmige Tragbügel 9
mittels Lappen 50 an der Auflagefläche 51 des Gehäuseunterteiles 49 ab (Abb. 5).
Der
Deckel 45 wird an dem Gehäuse 38 durch Kleben befestigt, wodurch besondere
Befestigungsmittel entfallen, deren Platzbedarf anderen wichtigen Bauteilen zugute
kommt. Ferner verhindert das Kleben auch das Auftreten von Schaltfeuer an der dem
Bedienenden zugewandten Seite.
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Nach der Befestigung des Schaltereinsatzes 1 in dem Stöpselgehäuse
38 wird der magnetische und thermische Auslöser justiert. Für die Justierung des
magnetischen Auslösers 23 besitzt die Fußkontaktschraube 33 eine zentrale
Öffnung 46 (Abb. 4), durch die mittels eines kleinen Schraubenziehers der
Gewindestift 26 an dem Gewindenippel 25 verstellt werden kann. Durch eine weitere
öffnung des Gehäuses 38 kann das Einstellschräubchen 47 des thermischen Auslösers
34 verstellt werden. Nach der Justierung des magnetischen und thermischen Auslösers
werden zweckmäßig die Einstellschrauben 26, 47 gegen Verschiebung durch einen Sicherungslack
oder durch Lötung gesichert.
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Durch die Verbindung der beiden Baueinheiten miteinander mittels eines
einzigen Verbindungsgliedes werden insbesondere erstens durch den vorhandenen Freiheitsgrad
zwischen dem Verbindungsbügel und dem Isolierstoffträger unvermeidlich auftretende
Sehwindungen des Preßstoffes oder ein Verziehen des Isolierstoffträgers berücksichtigt
und zweitens durch die die Auslöseklinke tragende, in dem metallenen Verbindungsbügel
gelagerte Achse die Eingriffsverhältnisse zwischen thermischem Auslöser und Aus-Löseklinke
und damit die thermische Eichung, die erst nach der Befestigung des Schaltereinsatzes
in dem Gehäuse vorgenommen wird, während der ganzen Lebensdauer des Schalters aufrechterhalten.
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Durch die Unterteilung des Schaltereinsatzes in einen mechanischen
und elektrischen Bauteil wird nicht nur die Herstellung des Installationsselbstschalters
wesentlich vereinfacht, sondern auch dessen Prüfung auf Funktionsfähigkeit wesentlich
erleichtert. Dafür die Verbindung der beiden Baueinheiten miteinander lediglich
nur ein einfaches Stanzteil verwendet wird, ist auch die Montage des Schalterzusammenbaues
außerordentlich einfach. Ein wesentlicher Vorteil des neuen Installationsselbstschalters
ist auch noch darin zu sehen, daß die Befestigung des Schaltereinsatzes in dem Gehäuse
nur durch eine einzige Schraube erfolgt. Ein weiterer Vorteil des Installationsselbstschalters
besteht darin, daß die Justierung des magnetischen und thermischen Auslösers auf
bequeme Weise nach der Befestigung des Schaltereinsatzes in das Gehäuse von außen
erfolgen kann.