DE8904063U1 - Druckknopfbetätigter Überstromschutzschalter - Google Patents
Druckknopfbetätigter ÜberstromschutzschalterInfo
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Description
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J. · &igr; &igr; &igr;
8/13 (89147)
6. März 1989
6. März 1989
Beschreibung
Druckknopfbetätigter Überstromschutzschalter
Die Erfindung betrifft einen druckknopfbetätigten Überstrosgschatz3cha3„tsr
und insbesondere aia&n Bordnetsschut-zschalter
mit Handauslösung und bimetallgesteuerter Freiauslösung mit den im Oberbegriff des Anspruches 1
angegebenen Merkmalen-.
Derartige Überstromschutzschalter si:;d beispielsweise aus
DE-PS 21 23 765 bzw. EP-OS 0 081 290 bekaimt. Bei diesen
Schaltern ist das Bimetell der Bimetallauslösevorrichtung im wesentlichen parallel zu der in Druckrichtung (D) verlaufenden
Schmalseitenwand des Schaltergehäuses angeordnet. Die Justierung erfolgt über eine Justierschraube, die eine
Bohrung in dieser Seitenwand durchgreift und seitlich direkt auf das Bimetall bzw. auf dessen Anschlußfuß
einwirkt.
Die Genauigkeit der Bimetalljustierung bei den bekannten
Schaltern läßt zu wünschen übrig. Außerdem soll eine direkte Beaufschlagung des Bimetalls bzw. dessen Anschlußfuß
vermieden werden.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen druckknopfbetätigten Überstromschutzschalter der
eingangs genannten Art hinsichtlich der Justierbarkeit des Bimetalls zu verbessern.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 angegeben. Demnach sind die das als
U-förmiges Stanzteil ausgebildete Bimetall haltenden Leiterteile des Schalters, nämlich die eine Anschlußfahne
und ein den gehäusefesten Gegenkontakt haltendes Verbindungsstück, paßgenau festsitzend in entsprechenden
Lagerausnehmungen im Gehäuse gehalten. Damit ist die Bimetallbaugruppe selbst mit der Anschlußfahne und dem
Gegenkontakt zuverlässig und stabil im Gehäuse fixiert.
Zwischen dem Anschlußlappen des Verbindungsstückes für das
zweite Schenkelende des Bimetalls und dem an dem gehäusefesten Gegenkontakt angrenzenden Bereich des Verbindungsstückes
weist dieses eine Verengung auf, um die der Anschlußlappen
mittels Beaufschlagung durch eine Justierschraube zur Ansprechwert-Justierung des Bimetalls verdrehbar
ist. Durch diese Konstruktion ist das Bimetall durch eine Verspannung der beiden Bimetallschenkel gegeneinander
in besonders feinfühliger und exakter Weise in seinem Auslösewert justierbar.
Die Verengung bringt weiterhin den Vorteil mit sich, daß die durch die Bimetall-Eigenheizung zur Auslösung erzeugte
Wärme weniger schnell aus dem Bimetall in die angrenzenden
Leiterteile der Baugruppe abfließt. Damit ist der Auslöse-Nennwert besser reproduzierbar und mit geringeren Streuungen
behaftet.
Die Ansprüche 2 und 3 kennzeichnen vorteilhafte Ausführungen des Verbindungsstückes und der Lagerung der
Justierschraube im Gehäuse. Insbesondere ist die Justierschraube durch ihren radial abstehenden, sich in einer
Gehäusenut abstützenden Krani: ar« ihrem Kopf unverlierbar im
Gehäuse gehalten.
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Durch die im Anspruch 4 angegebene Verlängerung der
Anschlußfahne an ihrem gehäuseinneren Ende und deren
paßgenauen, festen Sitz in einer entsprechenden Gehäuseausnehmung wird die Bimetallbaugruppe noch besser im Gehäuse
fixiert.
Das Kennzeichen des Anspruches 5 beschreibt eine Bimetall-Auslösevorrichtung,
die zwei Bimetalle aufweist. Dadurch kann auch für kleine Nennströme eine selbstbeheizte Bimetallvorrichtung
verwendet werden, die darüber hinaus im Vergleich zu einem einteiligen Bimetall keine geringeren
Auslösekräfte zur Verfügung stellt. Durch die beanspruchte Sandwich-Konstruktion bleibt die gesamte Bimetall-Vorrichtung
sehL kompakt und kann im wesentlichen wie ein einstückiges Bimetall angeordnet und eingesetzt werden. Die
Isolierlage zwischen den beiden Bimetallen schirmt letztere
IS so gegeneinander ab, daß der volle Stromweg durch die Gesamtlänge
der beiden Bimetalle erhalten bleibt.
In Anspruch 6 ist eine konstruktiv besonders einfache
Sandwich-Konstruktion angegeben, die sich durch eine zuverlässige und dauerhafte Verbindung zwischen den beiden
Bimetallen in Form einer Verschweißung, Verlötung o.dgl. auszeichnet. Dabei ist die formidentische Ausbildung der
beiden Bimetalle aus fertigungs- und lagerhaltungstechnischen Gründen vorteilhaft.
Durch den mäanderartigen Verlauf der Schenkel und der Basis
der U-förmigen Bimetalle (Anspruch 7) kann bei im wesentlichen unveränderten Bimetall-Abmessungen der Ansprech-Nennstrom
weiter drastisch reduziert werden. Um die mechanische Schwächung des Bimetalls durch die mäanderartige
Ausbildung der Schenkel und der Basis auszugleichen, sind nach Anspruch 8 klanunerartige Versteifungen vorgesehen, die
unter Zwischenfügung entsprechender Isolierlagen auf die genannten Bimetallabschnitte aufgesetzt werden können.
Damit weist auch die Bimetallvorrichtung diesen Typs im
wesentlichen unveränderte mechanische Eigenschaften auf.
Die Ansprüche 9 und 10 kennzeichnen eine sogenannte Ausfallsicherung
(fail-safe) für den Schalter. Diese ist vorteilhafterweise in das Verbindungsstück der Bimetellvorrichtung
integriert.
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Nach Anspruch 11 sind die Anschlußfahne, ein oder mehrere Bimetalle, das gegebenenfalls mit einer Ausfallsicherung
versehene Verbindungsstück und die Justierschraube zu einer vormontierbaren Baugruppe zusammengefaßt, die als Ganzes in
den Schalter einbaubar ist. Dies bringt auch im Hinblick auf eine automatische Fertigung Vorteile bei der Montage
des Schalters mit sich.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vor ceile der Erfindung
sind der nachfolgenden Beschreibung entnehmbar, in der verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Außenansicht des Überstromschutzschalters,
Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Schalters, getrennt in funktionalen Baugruppen,
Fig. 3-5 jeweils einen Längsschnitt durch den Schalter entlang der Teilüngsfuge zwischen den bsidsr. Gshäusehalbschalen
in Ausschalt-, Einschalt- und Überstrom-bedingter Auslösestellung des Schaltschlosses,
Fig. 6 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Bimetallvorrichtung in einer ersten alternativen
Ausführungsform,
Fig. 7 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Bimetallvorrichtung in einer zweiten alternativen
Aus f ühr ungs form,
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung der Bimetallvorrichtung nach Fig. 7 und
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung einer Bimetallvorrichtung mit integrierter Ausfallsicherung.
t ■
In Fig. 1 ist die Außenansicht des erfindungsgemäßen
Schalters dargestellt. Dieser weist ein aus zwei Gehäusehalbschalen (1,2) zusammengesetztes, etwa quaderförmiges
Gehäuse aus Isolierstoff auf, an dessen stirnseitiger Schmd1seitenwand (3) die Druckknopfbaugruppe (4) mit ihrem
Gewindehals (40) und dem darin in Druckrichtung (D) längssverschiebbar
geführten Druckknopf (41) eingesetzt ist. Aus der gegenüberliegenden, bodenseitigen Schmalseitenwand (3')
ragen die beiden abgewinkelten Anschlußfahnen (5,6) aus dem
Schaltergehäuse heraus.
Fig. 2 zeigt die verschiedenen funktionalen Baugruppen, die in den Schalter ingetriert sind. Es sind dies neben der
Druckknopfbaugruppe (4) das Schaltschloß (7) und die Bimetallbaugruppe
(10), die mit der einen Anschlußfahne (5) elektrisch und mechanisch verbunden ist. Losgelöst von den
Baugruppen sind in Fig. 2 weiterhin die zweite Anschlußfahne (6) erkennbar, die an einem gehäuseinneren Fortsatz
(8) den einen gehäusefesten Gegenkontakt (9) der Schaltstrecke trägt. Im seitlichen Randbereich der oberen
Schmalseitenwand (3) ist drehbar zwischen den beiden Gehäusehalbschalen
(1,2) die Arretiernase (11) gehalten, die in Eingriff mit der Nut (42) an der Außenseite des GewindehalsGS
(40) bringbar ist und sine Verdrehsicherung £ü~
den Gewindehals (40) und den Schalter selbst bei dessen Einbau in eine Schalttafel darstellt. Weiterhin sind der
ein kinematisches Verbindungselement zwischen dem Schaltschloß (7) und der Bimetallbaugruppe (10) bildende, rahmenartige
Auslösehebel (12) und die auf die untere Schmalseitenwand
(3') aufschnappbare Justierabdeckung (13) zu
erwähnen.
Das Kernstück der Bimetallbaugruppe (10) ist das als flaches, U-förmiges Stanz-Biege-Teil ausgestaltete Bimetall
(101), das mit seinem einen Schenkelfreiende &Pgr; 02) an den gehäuseinneren Fortsatz (103) der Anschlußfahne (5) befestigt
ist. Das zweite Schenkelfreiende (104) ist an dem
hochgebogenen Anschlußlappen (105) eines Verbindungsstücken
(106) angeschweißt, das an seinem diametral gegenüberliegenden Ende einen ebenfalls nach oben gebogenen Fortsatz
(107) mit dem zweiten gehäusefesten Gegenkontakt (9*) der
Schaltstrecke trägt. Die beiden Gegenkontakte (9,0') sind mit ihrer Kontaktfläche in einer Ebene angeordnet, die quer
zur Teilungsfugenebene zwischen den beiden Gehäusehalbschalen (1,2) und etwa parallel zur Druckrichtung (D) verläuft.
An etwa zentraler Position weist das Verbindungsstück (106) eine bogenförmige Ausstanzung (108) auf, in
deren Zentrum eine Gewindebohrung (109) eingebracht ist. Darin ist von der bodenseitigen Schmalseitenwand (31) her
die Justierschraube (110) eingeschraubt, durch deren
Drehung das Verbindungsstück (106) um die durch die Ausstanzung (108) gebildete Verengung (111) kippbar, damit
die beiden Schenkel (112,113) des Bimetalls (101) gegeneinander verspannbar und der Auslösewert des Bimetalls
(101) damit justierbar ist. Die Basis (114) des U-förmigen Bimetalls (101) stellt dessen Auslenkende dar, dessen
Auslenkbewegung durch den quer zur Druckrichtung (D) unterhalb der Druckknopfbaugruppe (4) im Gehäuse angeordneten
Übertragungsschieber (14) und den mit diesem in Verbindung stehenden Auslösehebel (12) auf das Schaltschloß
(7) im Sinne dessen Auslösung übertragen wird.
Das Ein- und Ausschalten des Schalters per Hand erfolgt über den Druckknopf (41) der Druckknopfbaugruppe (4), die
im folgenden anhand der Fig. 3-6 näher erläutert wird. Der im wesentlichen zylindrische und aus Isolierstoff gefertigte
Druckknopf (41) ist mit einer sacklocheri-igen, zum
Gehäuseinneren hin offenen, in Druckrichtung (D) verlaufenden Lagerausnehmung (43) versehen, mit der er zusätzlich
auf einem im Gehäuse verankerten Führungsteil in Druckrichtung (D) geführt ist. Das Führungsteil ist gemeinsam
durch ein kappenförmiges, aus Isolierstoff gefertigtes G**g©niager-Formteil (44) für öle zwischen diesem und dem
betätigungsseitigen Boden (45) der Lagerausnehmung (43)
schraubenfederartige Druckknopf feder (46) und
das im druckrichtungsparallelen Längsschnitt U-förmige
Abstützteil (47) gebildet. Dessen beiden U-Schenkel (48,49) weisen entgegen der Druckrichtung (D) und stehen mit ihren
Freienden mit dem Gegenlager-Formteil (44) in Eingriff. Das Abstützteil (47) weist jeweils im Scheitelbereich zwischen
seinen U-Schenkeln (48,49) und seiner U-Basis (50) seitlich abragende Lappen (51) auf, die sich an einer entsprechenden
Gehäusenase (52) (Fig. 2) abstützen. Damit sind das Abstützteil (47) und das Gegenlager-Formteil (44) lagefest im
Gehäuse gehalten. Das Gegenlager-Formteil (44) weist an seinen druckrichtungsparallelen, gegenüberliegenden Seitenwandungen
jeweils in Druckrichtung (D) verlautende, unten offene Führungsschlitze (67) für die Achse (55) auf.
Das Abstütz- (47) und Gegenlager-Formteil (44) bilden durch ihre Ausgestaltung ihrerseits eine in Druckrichtung (D)
verlaufende Führung (53) für einen Stützhebel (15), der sich im wesentlichen in Druckrichtung (D) erstreckt und mit
seinem druckknopfseitigen Ende (16) über eine Dreh-Schiebe-Gelenkverbindung
mit dem gehäuseinneren Ende des Druckknopfes
(41) verbunden ist. Diese Gelenkverbindung wird durch den Durchgriff der an zwei seitlichen Vorsprüngen
(51) des Druckknopfes (41) gehaltenen Achse (55) durch das kulissenartige Langloch (17) im druckknopfseitigen Ende
(16) des Stützhebels (15) geschaffen. Das Langloch (17) ist winkelförmig ausgebildet, dessen entgegen der Druckrichtung
(D) weisender Schenkel (18) parallel zu dieser Richtung und dessen in Druckrichtung (D) weisender Schenkel (19) in
einem spitzen, entgegen dur Rasteingriffsrichtung (20)
weisenden, spitzen Winkel (W) verlaufen. Der Stützhebel
(15) weist seitlich neben dem Langloch (17) einen Rastvorsprung (21) auf, der durch die Verschiebbarkeit des
Stutzhebels (15) in Druckrichtung (D) und dessen Verschwenkbarkeit
quer zu dieser Richtung in Rasteingriff mit der Rastausnehmung (56) in einem der U-Schenkel (48,49) des
Abstützteils (47) bringbar ist.
Das in Druckrichtung (D) weisende Ende (22) des Stützhebels (IS) ist über eine Drehachse (70) mit dem Schaltschloß (7)
des Schalters verbunden. Das zentrale Teil dieses Schaltschlosses (7) ist der L-förmige, in Druckrichtung (D) verschiebbare
und in einer zu dieser parallelen Schwenkebene verschwenkbare Kontaktbrückenträger (71), der in seinem
Schaitelbereich über das durch die Drehachse (70) gebildete Drehgelenk mit dem geh§v,seianeren Ende (22) des Stützhebels
(15) \»erbunden ist. Der etwa in Druckrichtung (D) verlaufende
Kontaktbrückenschenkel (72) trägt im Bereich seines Fi'eiendes die quer zur Druckrichtung angeordnete, zur
Überbrückung der1 beiden gehäusefesten Gegenkontakte (9,9' )
dienende Kontaktbrücke (73). Diese ist über die Schwenkverbindung (74) gelenkig am Kontaktbrückenträger (71) befestigt.
Die Schwenkverbindung (74) ist zusätzlich durch eine als Schenkelfeder ausgebildete Kontaktdruckfeder (75)
in Kontaktschließrichtung beaufschlagt.
Der Kontaktbrückenträger (71) ist durch eine auf der Drehachse
(70) sitzende, als Doppelschenkelfeder ausgebildete Ausschaltfeder (77) entgegen der Kontaktschließrichtung
beaufschlagt. Die Ausschaltfeder (77) stützt sich dabei
einerseits an einem Schrägvorsprung (23) (Fig. 2) auf den Innenseiten der Gehäusehalbschalen (1,2) und andererseits
auf der Oberseite des quer zur Druckrichtung (D) verlaufenden Klinkenschenkels (76) ab.
Am Freiende (78) des Klinkenschenkels (76) ist ein Gelenkhebel (79) mit seinem einen Ende angelenkt, der mit
seinem gegenüberliegenden Freiende (80) in einer Verklinkung (V) fixierbar ist. Dazu weist der Gelenkhebel (79)
an seinem Freiende (80) eine quer zur Druckrichtung (D) verlaufende Achse (81) auf, die einerseits eine in Längsrichtung
verlaufende Durchgriffsoffnung (82) eines
schwenkbar im Gehäuse gelagerten Klinkenhebels (83) durchgreift und die andererseits endseitlg in etwa quer zur
Druckrichtung (D) verlaufenden Gehäusenuten (24) lateral verschiebbar geführt ist. Die Durchgriffsöffnung (82) weist
' · · ♦ · rt · 4 4
an ihrem schaltschloßabseitigen Ende eine Abwinklung (84)
auf, in der die Achse (81) im Zusammenwirken mit der Führung mit den Gehäusenuten (24) verklinkbar ist. Der
schwenkbare und in Verklinkungsrichtung durch die Schenkelfeder
(85) beaufschlagte Klinkenhebel (83) steht über den Auslösehebel (12) und den Übertragungsschieber (14) in
kinematischer Verbindung mit dem Bimetall (101). Dessen
Auslenkung wird über den Übertragungschieber (14) und den Auslösehebel (12) in eine Schwenkbewegung des Klinkenhebels
(83) entgegen der Kiinkeneingriffsrichtung übergeführt, so
daß die Achse (81) aus ihrer Verklinkung gelöst *d.rd„
Im folgenden wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen
Schalters erläutert:',
In Fig. 3 ist der Schalter .in seiner Ausschaltposition gezeigt,
wird der Druckknopf betätigt c so läuft die Achse
(55) im druckrichtungsparalleless ;~dhenkel (18) des Langloches
(17) entlang, bis sie auf die schräg zu dieser Richtung verlautende, untere Seitenkante des Langlochschenkels
(19) tr'fft. Ab dieser Stellung wird der Stützhebel in Druckrichtung (D) mitbewegt und gleichzeitig quer
ößs-u beaufschlagt. Sobald der Rastvorsprung (21) am Stützhebel
(15) in Überdeckung mit der Rastausnehmung (5&uacgr;) am
Abstützteil (47) gelangt, wird der Stützhebel (15) bezüglich Fig. 3 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt und der
Rastvorsprung (21) greift in die Rastausnehmung (56) ein. Durch die Verschiebung des Stutzhebels (15) in Druckrichtung
(D) wird gleichzeitig der Kontaktbrückenträger
(71) in einer Dreh-Schiebe-Bewegung in eine Position verbracht,
in der die Kontaktbrücke (73) sich in Einschaltstellung befindet (Fig. 4). Durch die Verrastung des
Stützhebels (15) und die damit verbundene Festlegung der Drehachse (70) zum Kontaktbrückenträger (71) und die Verklinkung
(V) ist die Kontaktbrücke (73) in der Einschaltstellung fixiert. Die Achse (55) des Druckknopfes (41) wird
in dieser Position im schrägverlaufenden unteren Schenkel des Langloches (17) festgehalten, da die Druckknopffeder
•••&igr;··
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(46) nicht in der Lage ist, den Druckknopf (41) und damit die Achse (55) mit einer solchen Kraft entgegen der Druckrichtung
(D) zu beaufschlagen, daß die Verrastung zwischen dem Rastvorsprung (21) am Stützhebel (15) und der Rastausnehmung
(56) im Abschlußteil (47) gelöst werden könnte. Wird jedoch zur Ausschaltbetätigung am Druckknopf (41) gezogen,
so wird durch die Beaufschlagung der schräggestellten Seitenkante des Langlochschenkels (19) mittels der
Achse (55) der Stützhebel (&Idigr;5) im Uhrzeigersinn verschwenkt,
der Rastvorsprung (21) aus der Rastausnehmung
(56) herausgezogen und somit diese Verrastung gelöst. Damit kann sich der Stützhebel (15) nach oben bewegen, der den
Kontaktbrückenträger (71) mitzieht und die Kontaktbrücke (73) in die Ausschaltstellung überführt (Fig. 3).
Bei einer Überstrom-bedingten Auslösung des Schalters über
das Bimetall (101) wird der Kontaktbrückenträger (71) durch eine Lösung der Verklinkung (V) freigegeben und dreht sich
unter Einfluß der Ausschaltfeder (77) um die Drehachse (70) im Uhrzeigersinn bezüglich Fig. 5. Die Kontaktöffnung durch
Abheben der Kontaktbrücke (73) von den Gegenkontakten (9,9') funktioniert also auch in dem Fall, in dem der
Druckknopf (41) in seiner Einschaltposition festgehalten wird. Es handelt sich also um eine echte Freiauslösung.
Anhand der Fig. 3-6 werden im folgenden noch einige Details der Druckknopfbaugruppe (4) erläutert. So weist das
Gegenlaqer-Formveil (44) an seiner oberen Querwand (58)
einen einstückig angeformten Zapfen (57) auf, der in die schraubenfederartige Druckknopffeder (46) von unten eingreift
und diese zusätzlich führt. Der Stützhebel (15) durchgreift die U-Basis (50) des Abstützteils (47) über
einen Querschlitz (59) unter seitlichem Spiel, so daß eine Verschwenkbarkeit des Stutzhebels (15) gewährleistet
bleibt. Weiterhin ist zwischen dem Gewindehals (40) und dem Druckknopf (41) eine zylindrische Isolierhülse (60) eingesetzt
, die an ihrem unteren Ende eine quer zur Druckrichtung (D) verlaufende, plattenförmige Isolierabdeckung
St «III
(61) trägt. Letztere grenzt den Schalterinnenraum zur Druckknopfseite hin ab und weist mittig eine der
Innenöffnung der Isolierhülse (60) entsprechende, kreisförmige öffung (68) auf.
5
5
Die Isolierhülse (60) weist an ihrer den Druckknopf (41)
flankierenden Innenwand einen Vorsprung (G2) auf, der in
eine Nut (42') in der Druckknopf-Außenwandung zur Verdrehsicherung
des Druckknopfes (41) eingreift. Der Druckknopf ist darüber hinaus an seiner Wandung mit einer umlaufenden
Ringschulter (63) versehen, die durch Anschlag an der Stirnseite des Gewindehalses (40) bei der Druckknopfbetätigung
dessen Einschubbewegung begrenzt.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2-5 näher auf die Befestigung der Bimetallbaugruppe (10) im Gehäuse
und deren Justierung eingegangen. So weist dex gehäuseinnere Fortsatz (103) an der Anschlußfahne (5) eine plattenförmige
Verlängerung (115) auf, die in einer von einer seitlichen Zwischenwand (26) in den Gehäusehalbschalen
(1,2) gebildeten Fixiertasche (27) paßgenau und festsitzend im Gehäuse gehalten ist. Damit ist der Fortsatz (103) und
folglich der Befestigungspunkt des Bimetall-Schenkels (112) in seiner Lage festgehalten und genau definiert.
Ebenso ist der an den Fortsatz (107) mit dem Gegenkontakt
(9') angrenzende Bereich des Verbindungsstückes (106 ) in
dem Lagerspalt (25) zwischen der bodenseitigen Schmalseitenwand (3?) und der parallel davor angeordneten Winkelanformung
(28) in den Gehäusehalbschalen (1,2) paßgenau und festsitzend gehalten. Neben einer stabilen Fixierung der
Bimetallbaugruppe (10) wird durch diese stramme Lagerung
auch eine besondere Lagestabilität des Gegenkontaktes (9') erzielt.
· · &bgr; · ♦ ♦ · I
.12:
ill/ &igr; »*
Wie bereits erwähnt, ist das im wesentlichen plattenförmige Veibindungsstück (106) durch eine bogenförmige Ausstanzung
(108) in zwei Bereiche geteilt, welche durch eine Verengung (111) verbunden sind. Die Justierung der Bimetallvorrichtung
erfolgt durch die Justierschraube (110), die in eine Gewindebohrung (109) im Radialzentrum der Ausstanzung (108)
in das Verbindungsstück (106) eingebracht ist. Mit dieser Gewindebohrung (109) fluchtend weist die bodenseitiqe
Schmalseitenwand (31) eine Justierbohrung (29) auf, in der
die Justierschraube (HO) einliegt und von außen zugänglich ist. Auf der gegenüberliegenden Seite der Justierbohrung
(29) weist die v:inkelanformung (28) in jeder Gehäusehalbschale (1,2) eine halbkreisförmige Aussparung (30) auf, in
der sich das Gewindeende der Justierschraube (110) frei bewegen kann. Die Justierbohrung (29) weist etwa in ihrer
Mitte an ihrer Innenwandung eine ringförmig umlaufende Stütznut (31) auf, in der sich der radial abstehende Kranz
(117) am Kopf (118) der Justierschraube (HO) abstützt. Wie bereits angedeutet, wird durch eine Verdrehung der in ihrer
Längsaxialrichtung damit festgelegten Justierschraube (HO) der seitens des Anschlußlappens (105) liegende Bereich des
Verbindungsstückes (106) durch eine Verdrehung um die Verengung (Hl) verkippt, wodurch die beiden Schenkel
(112,113) des Bimetalls (101) gegeneinander verspannt und der Ansprechwert des Bimetalls (101) entsprechend verändert
wird. Nach der Justierung wird die Justierschraube (HO) durch die auf das Gehäuse aufschnappbare, als Kappe ausgebildete
Justierabdeckung (13) aufesetzt. Letztere kann beispielsweise durch Ultraschallverschweißung dauerhaft mit
dem Gehäuse verbunden werden, wodurch eine nachträgliche Manipulation am Schalter hinsichtlich einer Veränderung des
Auslöse-Nennwertes wirkungsvoll verhindert wird.
Die Verengung (Hl) stellt gleichzeitig einen Wännewiderstand
dar, der verhindert, daß aus dem Bimetall (101) über den Anschlußlappen (105) und das Verbindungsstück (106) die
zum Ansprechen des Bimetalls (101) benötigte Wärme zu
schnell In Richtung zum Gegenkontakt (91) abfließt. Damit
wird ein schnelles Ansprechen und eine genaue Justierbarkeit des Bimetalls (101) erzielt.
In Fig. 6 ist eine erste alternative Bauform (10') der
Bimetallbaugruppe gezeigt, bei der statt einem Bimetall (101) zwei wiederum etwa U-förmige Bimetalle (121,122)
verwendet werden. Diese sind nach Art einer Sandwich-Konstruktion unter ZwischenfUgung einer Isolierlage (123)
flächig aufeinander angeordnet. Das eine Bimetall (121) ist mit seinem Schenkelfreiende (102) an der Anschlußfahne (5)
befestigt, das zweite Bimetall (122) ist mit seine"· Schenkelfreiende (104) am Anschlußlappen (105) angeschweißt.
Die verbleibenden Schenkelfreienden (102',104')
der beiden Bimetalle (121,122) weisen eine einwärts gerichtete Abwinklung (124) auf. Wie aus Fig. 6 erkennbar
ist, sind die beiden Bimetalle (121,122) identisch geformt, jedoch spiegelverkehrt angeordnet, so daß ihre Abwinklungon
(124) sich in Einbaulage einander überdecken. Im Überdeckungsbereich ist die formentsprechende Isolierlage (123)
mit einer Aussparung (125) versehen, wodurch die beiden Abwinklungen (124) der Schenkelfreienden (102',104') direkt
miteinander verschweißt werden können und somit eine dauerhafte elektrische und mechanische Verbindung zwischen
den beiden Bimetallen (121,122') geschaffen wird. Letzters
sind also elektrisch in Reihe geschaltet. Es ergibt sich damit eine Stromwegverdoppelung durch die Bimetallvorrichtung,
wodurch ein Auslösen auch bei geringeren Nennströmen möglich ist. Durch die aufeinanderliegende Anordnung
der beiden Bimetalle (121,122) bleibt die resultierende Auslösekraft verglichen zu dem einfachen Bimetall
(101) im wesentlichen unverändert. Eine weitere Reduzierung des £",slöse-Nennstromes ist durch eine dünnere Ausbildung
der Bimetalle möglich, wobei durch die Sandwich-Konstruktion die mechanische Stabilität erhalten bleibt.
I · 4 «ti· .4 . I
In den Flg. 7 und 8 ist eine weitere alternative Ausgestaltung
(10") der Bimetallbaugruppe gezeigt, in der zwei Bimetalle (131,132) verwendet werden, deren Schenkel
(112,113,112',113') durch entsprechende Ausstanzungen in
sich einen mäanderartigen Verlauf aufweisen. Damit wird der Stromweg durch diese beiden Bimetalle (131,132) vervielfacht
und folglich der Auslösenennstrom auf einen Bruchteil reduziert. Die beiden Bimetalle (131,132) sind analog den
Bimetallen (121,122) in einer sogenannten Sandwich-Konstruktion mit einer Isolierlage (123' ) zwischen sich angeordnet.
Ihre Form ist ebenfalls identisch und ihre Einbsulsgs
zueinander spiegelverkehrt: - Die Verbindung ihrer
Schenkelfreienden (102,104) zur Anschlußfahne (6) und zum
Anschlußlappen (105) sowie ihrer Schenkelfreienden (102',104') aneinander erfolgt analog den Bimetallen
(121,122).
Da die Bimetalle (131,132) durch den mäanderartigen Verlauf
ihrer Schenkel mechanisch geschwächt sind, sind im Bereich ihrer Basis (114) und ihrer Schenkelfrfeienden
(102,102',104,104') klammerartige Versteifungen (133) vorgesehen, die auf die genannten Bimetallabschnitte unter
Zwischenfügung weiterer Isolierplättchen (134) sitzen. Auch hier ist die Auslösekraft gegenüber dem einfachen Bimetall
(ICl) nahezu unverändert^
Es ist darauf hinzuweisen, daß die Justierung der alternativen Bimetallbaugruppen (10',10") gemäß Fig. 6 bzw.
Fig. 7 und 8 analog der Justierung bei der Bimetallbaugruppe (10) gemäß Fig. 2-5 vonstatten geht.
In Fig. 9 ist eine weitere alternative Ausgestaltung (10"') der Bimetallbaugruppe gezeigt, bei der eine sogenannte
Ausfallsicherung (fail-safe) vorgesehen ist. Diese Aimfallsicherung ist vom Prinzip her bereits aus EP-OS
G 031 290 bekannt. Dazu ist das Verbindungsstück (106')
etwa mittig in zwei Teilstücke (119,120) getrennt, die
durch oiiis dünne Blechbrücke (126) elektrisch verbunden
sind. Die Blechbrücke stellt gleichzeitig das der Verengung (111) funktionsentsprechende flexible verdrehbare Teil im
Verbindungsstück (106') dar. Außerdem ist sie ein schmelzbarer Leiter, der zur Verringerung des Leitungsquerschnittes
mit mehreren Ausstanzungen (127) versehen ist. Im gezeigten Normalzustand des Schalters ist zumindest die
zentrale, kreisförmige Ausstanzung (127') mit Schmelzlot (128) verschlossen.
Die erwähnte Ausfallsicherung funktioniert wie folgt:
Wird der Schalter von einem normalen Strom durchflossen, so spricht weder die Bimetal!Vorrichtung, noch die Ausfallsicherung
an. Fließt ein Überstrom, so biegt sich das Bimetall (101) aus und löst über den Übertragungsschieber
(14) und den Auslösehebel (12) die Verklinkung (V) im Schaltschloß (7) (Fig. 5). Die Kontaktbrücke (73) des
Schalters sollte nun in ihre Ausschaltstellung übergehen
und den Stromfluß durch den Schalter unterbrechen. Findet dies aus irgendeinem Grunde (Defekt im Schaltschloß,
Kontaktverschweißung) nicht statt, so fließt durch den
Schalter weiterhin der Überstrom, der für eine weitere Erwärmung des Bimetalls (101) und damit des Verbindungsstückes
(106') sorgt. Nach kurzer Zeit wird das Verbindungsstück (106' ) und die Blechbrücke (126) eine solche
Temperatur erreichen, daß das Schmelzlot (128) abschmilzt. Dadurch wird der Leitungsquerschnitt der Blechbrücke (126)
weiter verringert, was wiederum eine deutliche Erwärmung der Blechbrücke (126) mit sich bringt und schließlich zu
einem Durchschmelzen der Blechbrücke (126) führt. Damit ist der Stromfluß durch den Schalter endgültig und irreversibel
unterbrochen. Der gesamte defekte Schalter muß ausgetauscht werden.
Claims (11)
1. Druefcknoprbetätigter Überstromschutzschalter, insbesondere
Bordnet-zfichu-tzschalter mit Handauslösung und
biffietallgsstsuerter Freiauslösung mit
- einem durch den Druckknopf (41) betätigbaren Sehaitschloß (7), mittels dem eine Kontaktbrücke (73) bezüglich
zweier gehäusefester Gegenkontakte (9,9') in Kontaktschließ- bzw. -Öffnungsstellung verbringbar
ist und
- einer Bimetall-Auslösevorrichtung (10,10',10") zur
Freigabe des Schaltschlosses (7), die ein elektrisch in Reihe in den Strompfad durch den Schalter geschaltetes,
selbstbeheiztes, als etwa U-förmiges Stanzteil ausgebildetes Bimetall (101) aufweist,
dessen
- eines Schenkelende (102) am gehäuseinneren Ende der
einen im Gehäuse fixierten Anschlußfahne (5) des Schalters befestigt ist,
-- zweites Schenkelende (104) an einem Verbindungsstück (106,106') zum einen gehäusefesten Gegenkontakt (9')
befestigt ist und
— Basis (114) das mit dem Schaltschloß (7) kinematisch verbundene Auslenkende des Bimetalls (101) bildet,
gekennzedchnet durch folgende Merkmale:
- Die Anschlußfahne (5) und der an den gehäusefesten
Gegenkontakt (9') angrenzende Bereich des Verbindungsstückes
(106,106') sind paßgenau, festsitzend in entsprechenden Lagerausnehmungen (Fixiertasche 27),
Lagerspalt 25) im Gehäuse gehalten und
·· t · ti· &ngr;* ··
- zwischen dem Anschlußlappen (105) des Verbindungsstückes (106,106') für das zweite Schenkelende (104)
des Bimetalls (101) und dem an den gehäusefesten Gegenkontakt (9') angrenzenden Bereich des Verbindungsstückes
(106,106') weist dieses eine Verengung (111) auf, um die der Anschlußlappen (105) mittels
Beaufschlagung durch eine Justierschraube (110) von der Bodenseite des Sahaltergehäuses fesr zur Ansprechwert-
Jus-tierung des Bimetalls (101) verdrehbar ist.
10
2. Öfcsrstromsciiutsschalter nach Anspruch 1.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verengung (111) im Verbindungsstück (106) durch eine bogenförmig© A'jsstanzung (108) is» plattenförmigen
Zentraiabschnitt des Verbindungsstückes (106) gebildet ist.
3. Überstromschutzschalter nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß zentrisch bezüglich der bogenförmigen Ausstanzung
(108) eine Gewindebohrung (109) in den Zentralabschnitt eingebracht ist, in die die sich mit einem radial
abstehenden Kranz (117) an ihrem Kopf (118) in einer Gehäusenut (Stütznut 31) abstützende Justierschraube
(HO) einschraubbar ist.
4. Überstromschutzschalter nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußfahne (5) an ihrem gehäuseinneren Ende
eine vorzugsweise einstückig angeformte Verlängerung (115) aufweist, der seinerseits paßgenau, festsitzend
in einer entsprechenden Gehäuseausnehmung (Fixiertasche 27) gehalten ist.
5. Überstromschutzschalter nach einem der vorgenannten
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
* &Lgr;
daß die Bimetall-Auslösevorrichtung zwei Bimetalle (121,122) aufweist,
- die nach Art einer Sandwich-Konstruktion unter Zwischenfügung einer Isolierlage (123) flächig
aufeinander angeordnet sind,
- von denen eines mit seinem einen Schenkelende (102) an
der Anschlußfahne und das andere mit seinem einen Schenkslanclts. (104) ant Verbindungsstück befestigt sind
und
- die durch eine elektrische Verbindung zwischen ihren verbleibenden, freien Schenkelenden (102',104f)
elektrisch in Reihe geschaltet sind.
6. Überstromschutzschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die gegenüberliegenden freien Schenkelenden (102',104') der beiden Bimetalle (121,122) durch eine
einwärts gerichtete Abwinklung (124) einander überdecken,
im Überdeckungsbereich die Isolierlage (123) ausgespart und eine direkte elektrische Verbindung
zwischen den sich überdeckenden Schenkelenden (102',104') durch deren gegenseitige Verschweißung,
Verlötung o.dgl. geschaffen ist.
7. Überstromschutzschalter nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils die Schenkel (112,112',113,113') und die
Basis (114) der ein- oder mehreren U-förmigen Bimetalle (131,132) einen mäanderartigen Verlauf aufweisen.
8. Überstromschutzschalter nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das oder die Bimetalle (131,132) jeweils im Bereich der Schenkelfreienden (102,102*,104,&Lgr;04') und der Basis
(114) mit klammerartigen Versteifungen (133) versehen
sind, die unter Zwischenfügung entsprechender Isolier-
(114) mit klammerartigen Versteifungen (133) versehen sind, die unter ZwischenfUgung entsprechender Isolierlagen
(Isolierplättchen 134)auf den genannten Bimetallabschnitten sitzen.
5
5
9. Überstromschutzschalter nach einem der vorgenannten
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verbindungsstück (106') etwa mittig in zwei Teilstücke getrennt ist, d.1e durch eine die Verengung
bildende, dünne Bieuubrüc-ke (126) verbur.dsn sind, die
gleichzeitig als schmelzbarer Leiter eine Ausfallsicherung für den Schalter schafft.
10. Überstromschutzschalter nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Blechbrücke (126) zur Ver ringerung des
Leitungsquerschnittes mit einer oder mehreren Ausstanzungen (127,127') versehen ist, die im
Normalzustand des Schalters mit Schmelzlot (128) verschlossen sind.
11. Überstromschutzschalter nach einem der vorgenannten Änspüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußfahne (5) ein oder mehrere Bimetalle
(&Igr;&Ogr;&Igr;1,121,121',131,132), das gegebenenfalls mit einer
Ausfallsicherung versehene Verbindungsstück (106,106') und die Justierschraube (110) zu einer vormontierbaren
Bimetallbaugruppe (10,10',10",10"') zusammengefaßt sind,
die als Ganzes in den Schalter einbaubar ist.
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