DE3701275C2 - - Google Patents
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H77/00—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting
- H01H77/02—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism
- H01H77/04—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism with electrothermal opening
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Description
Die Erfindung betrifft einen Überstromschutz-Schnappschalter für
Haushaltsgeräte, insbesondere Bodenpflegegeräte, mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Derartige Überstromschutz-Schnappschalter haben den Zweck,
Haushaltsgeräte, insbesondere Bodenpflegegeräte, vor Überstromschäden
bei blockiertem Elektromotor schlagartig zu schützen, indem sie die
Stromzufuhr sofort automatisch unterbrechen und erst nach manueller
Resetierung den normalen Betriebszustand wieder herstellen.
Bekannt sind derartige Überstromschutz-Schnappschalter aus der
DE-PS 15 13 242. Diese Schrift beschreibt einen solchen Schalter der
eingangs genannten Art, in welchem sich zwei bewegliche Kontaktarme in
paralleler Anordnung befinden, wobei sich die Enden einerseits in
einer zweigeteilten Aufnahme befinden und die frei schwebende
Gegenseite einen Kontakt trägt. Hierbei ist die dünne Mittelzunge an
einem Anschlußpunkt elektrisch leitend, jedoch nur formschlüssig
festgelegt. Die Kontaktseite überträgt mittels Federdruck über einen
Kontakt die elektrische Energie auf den zweiten Anschlußpunkt. Hierbei
bildet die dünne Mittelzunge ein elektrisches Widerstandselement,
welches sich, entsprechend des den Nennstrom überschreitenden Werts,
ausdehnt und den freien Kontakt aus seiner ersten Endlage unter
Trennung der Kontaktstücke in die stromlose Lage einschnappen läßt.
Die Rückstellung erfolgt mittels eines von außen manuell betätigbaren
Rückstellers.
Eine derartige Lösung hat jedoch den Nachteil, daß bei Einsatz eines
solchen Überstromschutz-Schnappschalters in einem Bodenpflegegerät, die
dünne Mittelzunge häufig elektrisch und mechanisch zerstört wird, da
das normale Einsatzgebiet derartiger Sicherheitseinrichtungen im Hi-Fi
bzw. im Elektronikbereich liegt. Geht man davon aus, daß ein
Bodenpflegegerät nach statistischem Durchschnitt einmal pro Woche
durch eingesaugte Gegenstände oder Teppichfransen vollständig
blockiert wird und eine Strombelastung von ca. 2,5 A bei 220 V
vorliegt, kommt man zu ca. 52 Schaltungen pro Jahr. Bedingt durch die
notwendige dünne Mittelzunge, die die Schnappschaltung der Kontakte
herbeiführt und die elektrische Belastung springt beim Schaltvorgang
der Schaltlichtbogen nicht immer sicher auf die dafür vorgesehenen
Kontakte, sondern teilweise auf den vorderen Bereich der dünnen
Mittelzunge, die sodann "durchgeschweißt" wird. Zumindest jedoch so
stark beschädigt wird, daß beim nächsten "normalen" Schaltvorgang der
dünne Mittelsteg an dieser Stelle mechanisch bricht.
Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, einen Überstromschutz-
Schnappschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der, unter
Vermeidung der vorgenannten Mängel, eine sichere, langlebige
Schaltdauer in den vorbezeichneten Geräten gewährt, wobei der
auftretende Lichtbogen nur zu den dafür vorgesehenen Stellen geleitet
und die mechanische Belastung der dünnen Mittelzunge verringert wird.
Diese Aufgabe wird entsprechend des kennzeichnenden Teils des
Anspruchs 1 gelöst. In den daran anschließenden Unteransprüchen sind
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben.
Nachfolgend soll anhand der Zeichnungen ein erfindungsgemäßes Beispiel
dargestellt und näher beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines
erfindungsgemäßen Schalters mit allen
zugehörigen Einbauteilen im Schnitt,
Fig. 2 die Vorderansicht des
Kontaktaufnahmeunterteils, in dem die
einseitig abgeflachten Aufnahmen dargestellt
sind,
Fig. 3 eine Draufsicht auf das Schnappelement mit
Kontakt, U-förmigen Außenstegen und der
dünnen Mittelzunge,
Fig. 4 eine schematische Darstellung der
Kontaktanordnung mit zerstörerischem
Schaltfunken, der von der Magnetanordnung
vom vorderseitigen Kontaktbereich zum
Kontakt hin geleitet ist.
Fig. 5 eine schematische Darstellung der
Kontaktanordnung mit dem Schaltfunken, der
von der Magnetanordnung vom Kontakt zum
vorderseitigen Kontaktbereich geleitet ist.
Nach Fig. 1 findet die Kontaktfeder (1) ihre Lage in der justierbaren
Kontakt-Aufnahme (14), die aus der Kontaktaufnahme-Unterseite (14 a)
und der Kontaktaufnahme-Oberseite (14 b) besteht. Zwischen beiden
befindet sich im hinteren Bereich ein geteiltes Prismenloch (15), in
welches Justierdorne (16) verschiedenen Durchmessers eingebracht
werden, um den Kontaktbereich (27) konstant zu halten. In Fig. 2 ist
die Vorderansicht der Kontaktaufnahme-Unterseite (14 a) dargestellt. In
die einseitig abgeflachten Aufnahmen (13 a, 13 b) werden die U-förmigen
Außenstege (2 a, 2 b) der Kontaktfeder (1) eingesteckt und formschlüssig
gehalten. Die dünne Mittelzunge (3) liegt dann in der V-förmigen Kerbe
(28) und wird hinter dem oberen Teil des Anschlußpols (24) im
Kontaktbereich (27) mit dem Haltesteg (29) eingehängt, so daß die
Kontaktfeder (1) mechanisch definiert in der justierbaren Kontakt-
Aufnahme (14) gehalten und elektrisch leitend mit dem Anschlußpol (24)
verbunden ist. Auf der Gegenseite ist die Kontaktfeder (1)
freigehalten und trägt auf ihrer Kontaktauflagefläche (6) den Kontakt
(7), mit dessen Kontaktauflageoberfläche (6′), der in seiner
Arbeitsendlage gegen den vorderseitigen Bereich (10) der ortsfesten Kontaktzunge
(8) anliegt und so den Stromfluß zum Anschlußpol (25) garantiert.
In den Fig. 1 bis 3 ist ein erfindungsgemäßer Überstromschutz-Schalter
(19) dargestellt, in den innenseitig die Kontaktfeder (1), die
justierbare Kontaktaufnahme (14) sowie die feststehende Kontaktzunge
(8) mit dem zugehörigen beweglichen Gegenkontakt (7) eingebaut sind. Die
Kontaktaufnahme (14) stützt sich gegen einen Sockel (20) und trägt im
Stoßflächenbereich (20 a) eine Rückstellfeder (21) für den
Resetiertaster (22). Dieser Resetiertaster (22) ist im Bereich der
dünnen Mittelzunge (3) ausgespart, so daß seine längeren Seitenstege
(23) bei Druck auf den Taster (22) mit den U-förmigen Außenstegen
(2 a, 2 b) der Kontaktfeder (1) in Berührung gelangen. Hierdurch werden
die Außenstege (2 a, 2 b) nach unten gedrückt, wohingegen die dünne
Mittelzunge (3) in der Kontaktaufnahme (14) festgehalten ist. Bei
entsprechendem Druckweg schnappen die Außenstege (2 a, 2 b) durch und der
Kontakt (7) schließt sich mit der festen Kontaktzunge (9), so daß ein
elektrischer Kontakt zwischen den Anschlußpolen (24 und 25)
hergestellt ist. Erhöht sich nun der Stromfluß durch die Kontaktfeder
(1) infolge einer Störung am - hier nicht dargestellten - Verbraucher,
so erwärmt sich widerstandsbedingt die dünne Mittelzunge (3) und dehnt
sich aus. Infolge der Rückfederkraft der Außenstege (2 a, 2 b) schnappt
die Kontaktfeder (1) wieder in den vorherigen Zustand und trennt die
Kontakte (9) und (7) voneinander. Hierbei wird, wie ersichtlich, die
Anformung (4) im U-Boden (5) der Außenstege (2 a, 2 b) auf Biegung
beansprucht. Gleichzeitig kann - bei Fehlen der erfindungsgemäßen
Merkmale - im vorderseitigen Bereich (10) der Kontaktzunge (9) bedingt
durch die Ausbildung des auftretenden elektrischen Feldes E der
Lichtbogen (18) auf die dünne Mittelzunge (3) unkontrolliert
überspringen - dargestellt in den Fig. 4 und 5 -. Um dieses zu
vermeiden, ist die Kontaktauflagefläche (6) des Kontakts (7)
kugelsegmentförmig gestaltet und der vordere Bereich (10) der
Kontaktzunge (9) von einem, am Schaltergehäuse (12)
materialeinheitlich angeformten Isolierstück (11) umfaßt. Hierdurch
wird erzielt, daß der Lichtbogen (18) sich nicht in Richtung der
dünnen Mittelzunge (3) hin bewegen kann.
Nach den Fig. 4 und 5 wird diese Maßnahme durch die Funkenleitmagnete
(17, 17′′) unterstützt. Durch die Anwesenheit eines Magnetfeldes B wirkt
zusätzlich noch die Lorentz-Kraft auf die bewegten Elektronen nach der
Gleichung
Je stärker das Magnetfeld B ist, desto stärker werden die Elektronen
von V (bzw. E) abgelenkt. Um dem Lichtbogenüberschlag vorzubeugen bzw.
ihn zu vermeiden, wird ein Feld eines Funkenleitmagneten 17′, 17′′ in
Form eines Permanentmagneten eingebracht, welches wie in Fig. 4 und 5
dargestellt verläuft. Die Funkenleitmagnete (17′, 17′′) können jedoch
auch als Elektromagnete ausgebildet sein, welche mit dem Stromkreis so
geschaltet sind, daß Feld und Stromrichtung in gleicher Richtung
verlaufen.
Claims (4)
1. Überstrom-Schnappschalter für Haushaltsgeräte,
insbesondere Bodenpflegegeräte, mit einseitig fixierter
Kontaktaufnahme, die gleichzeitig den Stromanschluß beinhaltet
und mit einem Unterbrecherkontaktteil andererseits, wobei die
Kontaktfeder aus U-förmigen Außenstegen und einer dünnen
Mittelzunge besteht und die Anlage für den beweglichen Kontakt ebenfalls als
Stromanschluß ausgebildet ist und die Kontaktfeder mittels der
Mittelzunge in einer von zwei Endlagen gehalten
ist, indem die Mittelzunge auf Zug beansprucht und als
ein Widerstandselement ausgebildet ist und die Außenstege
vorgespannt sind, so daß bei kaltem
Widerstandselement die Kontakte in Anlage und bei
stromdurchflußbedingter Erwärmung des Widerstandselements die
Kontakte unter Trennung in eine stromlose Lage umschnappen und
nach Erkalten des Widerstandselements die ursprüngliche
Kontaktlage mittels eines von außen betätigbaren
Resetiertasters wieder herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von
den U-förmigen Außenstegen (2 a, 2 b) zur dünnen Mittelzunge (3)
über asymmetrische Radien (R 1, R 2) erfolgt, derart,
daß die Radien (R 1, R 2) sich von den
Außenstegen (2 a, 2 b) zur Mittelzunge
(3) hin erstreckend von einem kleinen Wert auf einen etwa
vierfachen größeren Wert ansteigen und so daß der Übergang
im Bereich der Anformung (4) der Mittelzunge (3) am U-Boden (5)
in Walzrichtung des Metalls konisch ausgebildet ist und die
Kontaktauflagefläche (6) des beweglichen Kontakts (7) vergrößert ist.
2. Überstromschutz-Schnappschalter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Außenstege (2 a, 2 b) auf ihrer, dem beweglichen
Kontakt (7) abgewandten Seite, in einseitig abgeflachten
Aufnahmen (13 a, 13 b) einer Kontaktaufnahme (14) gehalten sind.
3. Überstromschutz-Schnappschalter nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktaufnahme (14), die aus
einer Kontaktaufnahme-Unterseite (14 a) und aus einer
Kontaktaufnahme-Oberseite (14 b) besteht, mittels eines
Prismenloches (15) und darin einbringbaren Justierdornen (16)
gestaltet ist.
4. Überstromschutz-Schnappschalter nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vorderseitige Bereich
(10) der festen Kontaktzunge (8) von einem Isolierstück (11), welches
am Schaltergehäuse (12) befestigt ist, umfaßt ist.
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