EP0043406B1

EP0043406B1 - Schutzschaltelement zum Anbau an einen als Drehschalter ausgebildeten Geräte-Ein/Aus-Schalter

Info

Publication number: EP0043406B1
Application number: EP81102572A
Authority: EP
Inventors: Fritz Krasser; Josef Peter
Original assignee: Ellenberger and Poensgen GmbH
Current assignee: Ellenberger and Poensgen GmbH
Priority date: 1980-07-02
Filing date: 1981-04-06
Publication date: 1983-12-21
Also published as: EP0043406A1; DE8017765U1; DE3025013A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Schutzschaltelement mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
Ein derartiges Schutzschaltelement ist als bimetallgesteuerter Überstromschutzschalter in der DE-A-2 949 874 beschrieben. Dieser Überstromschutzschalter ist mit einem als Drehzapfen ausgebildeten Kupplungselement versehen, an dessen dem Geräteschalter abgewandten inneren Ende ein zweiarmiger Rückstellhebel angeordnet ist, der etwa parallel zur Trennebene zwischen dem Geräteschalter und dem Überstromschutzschalter verläuft. Bei Verdrehung des Drehzapfens wird durch d.3 radial äußeren Enden des Rückstellhebels ein Isolierschieber beaufschlagt und in eine Rastposition gedrückt. Der Isolierschieber ist parallel zur Trennebene verschiebbar angeordnet. Er wird dann von den auf den Enden eines Bimetalls angeordneten Bewegungskontakten in dieser Raststellung gehalten, wenn die Bewegungskontakte auf den Festkontakten aufliegen. Dabei werden die Bewegungskontakte von einer Kante des Isolierschiebers in im wesentlichen radialer Richtung unter Druck beaufschlagt.
Bei Auftreten von Überstrom heben die Bewegungskontakte von den Festkontakten ab und erlauben dem Isolierschieber, zwischen die Kontakte hineinzugleiten, wodurch eine sichere Schutzkontaktauslösung erfolgt.
Dieser Überstromschutzschalter baut in radialer Richtung relativ groß, da die meisten Bewegungsteile bei Betätigung oder Auslösung des Schalters in radialer Richtung verschoben werden. Darüber hinaus werden durch die Kante des Isolierschiebers in Raststellung die Bewegungskontakte laufend in radialer Richtung beansprucht, wodurch eine Verwindung der Kontakte und eine damit verbundene Verschlechterung der Kontakteigenschaften eintritt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem eingangs beschriebenen Überstromschutzschalter ein universell einsetzbares Schutzschaltelement zum Anbau an einen als Drehschalter ausgebildeten Geräte-Ein/Aus-Schalter derart weiterzubilu*"n, daß es kompakt aufgebaut, einfach herzustellen und zu montieren ist sowie eine sichere Auslösung der Schutzschältfunktion gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Zunächst erlaubt die Axialbewegung der wesentlichen Rastteile eine Verringerung der Baugröße in radialer Richtung. Die Übertragungsscheibe kann mit relativ kleinem Durchmesser ausgeführt werden, so daß diese die radiale Baugröße des Schutzschaltelementes nicht beeinflußt. Die Ausformung der freien Stirnseite der Übertragungsscheibe gewährleistet ein funktionssicheres Abheben des Rastbügels von der Scheibenobe. cläche bzw. dessen sicheres Verrasten in der Raststellung dadurch, daß der in Auslösestellung in einem radial verlaufenden Graben der Scheibe einliegende Rastbügel bei Verdrehung der Scheibe auf den mit Schrägflächen versehenen Vorsprüngen aufgeleitet und in die Raststellung verschwenkt wird.
Durch die außermittige Anordnung der Drucknase am Rastbügel und folglich die axial gerichtete Federkraft wird laufend ein Drehmoment auf diesen ausgeübt, welches den Rasthaken des Rastbügels in Verriegelungsstellung hinter den Rastvorsprung drückt.
Die Anordnung des Winkelhebels am Rastbügel erlaubt ein sicheres Auslösen des Schutzkontaktes. Der Schutzkontakt selbst wird dabei nicht als Rastelement benötigt und ist nur in seiner axialen Öffnungsrichtung beansprucht.
Durch die Anordnung des Bewegungskontaktes gemäß Patentanspruch 2 am Freiende einer metallischen Blattfeder kommt dieser eine vorteilhafte Mehrfachfunktion zu. Zunächst wird durch die Vorspannung der Feder ein sicheres Öffnen des Schutzkontaktes gewährleistet. Da die Vorspannung gegen die Übertragungsscheibe gerichtet ist, wird außerdem der Rastbügel federnd an dieser geführt. Die Blattfeder beaufschlagt den Rastbügel an der außenmittig angeordneten Drucknase, wodurch deren axial gerichtete Vorspannung gleichzeitig das zur Verhakung des Rastbügels in der Raststellung notwendige Drehmoment auf dieses ausübt. Darüber hinaus dient die Blattfeder noch als stromführendes Element, so daß ein zusätzlicher Strompfad zum Bewegungskontakt entfallen kann.
Durch das Kennzeichen des Patentanspruches 3 ist ein langer Federweg der Blattfeder und damit eine materialschonende und weiche Betätigung des Schutzschaltelementes gewährleistet.
Durch das Kennzeichen des Patentanspruches 4 ist sichergestellt, daß in Raststellung der Bewegungskontakt fest auf den Festkontakt drückt, da die Blattfeder im Bereich zwischen Drucknase und Festkontakt einfedert und dieser Federbereich zur Erzeugung eines sicheren Kontaktdruckes ausgenutzt wird.
Die langgestreckte Ausbildung des Bimetalls gemäß Patentanspruch 5 in Radialrichtung erlaubt einen großen Verschwenkungshub des Bewegungsendes und damit ein sicheres Auslösen der Schutzschaltfunktion.
Durch die Lehre des Patentanspruches 6 kann das Bimetall und der Festkontakt des Schutzschaltkontaktes einstückig mit einem Griff in das Gehäuse eingesetzt werden, wodurch die Montage erheblich erleichtert ist. Darüber hinaus können zusätzliche stromführende Elemente zwischen dem Festkontakt und dem Bimetall entfallen.
Durch das Kennzeichen des Patentanspruches 7 ist es möglich, den Strompfad direkt durch das Bimetall zu legen und dieses dadurch zu beheizen, wobei ein zusätzlicher Anschluß des Bimetalls an dessen Biegeende entfallen kann.
Durch die Lagerung der wesentlichen stromführenden Teile in Gehäuseausnehmungen des Gehäuses gemäß Patentanspruch 8, in welches sie von der Deckelseite her eingeschoben werden können, wobei deren End-Fixierung durch das Aufbringen des Deckels erfolgt, können in ein und demselben Gehäuse durch alleiniges einfaches Auswechseln der stromführenden Teile wahlweise eine Mehrzahl von Schutzschaltfunktionen untergebracht werden. Je nach Anordnung des Festkontaktes relativ zum Bewegungskontakt ist der Schutzschaltkontakt in Raststellung entweder geschlossen (Patentanspruch 9) oder geöffnet (Patentanspruch 10). Dadurch ist bei gleichbleibendem Gehäuse bzw. bei unveränderten Rastteilen die Ausbildung des Schutzschaltelementes beispielsweise als Überstromschutzschalter oder Nullspannungsschalter (Patentanspruch 9) oder als Anlaufstrombegrenzungsschalter (Patentanspruch 10) ermöglicht. In der Version als Anlaufstrombegrenzungsschalter genügt eine einfache Zwischenschaltung eines Vorwiderstandes zwischen dem ersten U-Schenkel des Bimetalls und den Bewegungskontakt gemäß Patentanspruch 11, um in Raststellung den Stromfluß durch das Schutzschaltelement und den damit elektrisch verbundenen Geräteschalter zu begrenzen. Diese Strombegrenzung wird erst dann aufgehoben, wenn das Schutzschaltelement in Auslösestellung überführt ist.
Durch das Kennzeichen des Patentanspruches 12 wird dem Nullspannungsrelais im Geräte-Ein/ Aus-Schalter eine vorteilhafte Doppelfunktion zugeordnet, nämlich zur bekannten Abschaltung bei Spannungsausfall noch die Abschaltung bei Überstrom, da der Spulenstrom des Nullspannungsrelais über die Kontaktwippe des Schutzschaltkontaktes gezogen wird.
Eine verkantungsfreie Führung des Rastbügels und insbesondere eine sichere Verrastung durch zwei Rastarme mit angeformten Rasthaken wird die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 13 gesichert.
Ebenso wie die stromführenden Teile kann der Rastbügel durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 14 auf einfache Weise durch Einschieben in Nuten des Gehäuses montiert werden, wobei eine zusätzliche Führung und Halterung des Rastbügels im Schutzschaltergehäuse sichergestellt ist.
Durch Patentanspruch 15 kann das Schutzschaltelement noch kompakter aufgebaut werden, wobei der Rastbügel in der Blattfeder zusätzlich geführt ist.
Schließlich ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 16 eine einfache Justierung des Auslösemomentes bei geschlossenem Gehäuse ermöglicht.
Die Erfindung ist anhand dreier Ausführungsbeispiele, nämlich eines Überstromschutzschalters, eines Anlaufstrombegrenzungsschalters und eines Nullspannungsschutzschalters anhand von 15 Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Überstromschutzschalters,
Fig.2 ein Prinzipschaltbild des Überstromschutzschalters,
Fig. 3 einen Radialschnitt durch den Überstromschutzschalter,
Fig. 4 einen Schnitt durch den Überstromschutzschalter in Raststellung entlang der Schnittlinie I-I in Fig. 3,
Fig. einen Schnitt durch den Überstromschutzschalter in Auslösestellung entlang der Schnittlinie I-I in Fig. 3,
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Anlaufstrombegrenzungsschalters,
Fig. 7 ein Prinzipschaltbild des Anlaufstrombegrenzungsschalters,
Fig. einen Radialschnitt durch den Anlaufstrombegrenzungsschalter,
Fig. 9 einen Schnitt durch den Anlaufstrombegrenzungsschalter in Raststellung entlang der Schnittlinie 11-11 in Fig. 8,
Fig. 10 einen Schnitt durch den Anlaufstrombegrenzungsschalter in Auslösestellung entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 8,
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht des Nullspannungsschutzschalters,
Fig.12 ein Prinzipschaltbild des Nullspannungsschutzschalters,
Fig. 13 einen Radialschnitt durch den Nullspannungsschutzschalter,
Fig. 14 einen Schnitt durch den Nullspannungsschutzschalter in Raststellung in Raststellung entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 13,
Fig. 15 einen Schnitt durch den Nullspannungsschutzschalter in Auslösestellung entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 13.

Der in Fig. 1-5 dargestellte Überstromschutzschalter 1 weist ein Gehäuse 2 auf, aus dessen Anbauseite 3 der zum Eingriff in den Geräteschalter 4 vorgesehene Drehzapfen 5 in axialer Richtung heraussteht. Neben dem Drehzapfen 5 steht ebenfalls im wesentlichen in axialer Richtung ein Kontaktelement 6 aus der Anbauseite 3 hervor, welches die elektrische Verbindung zum Geräteschalter 4 herstellt. An der der Anbauseite 3 gegenüberliegenden Seite 7 ist ein Anschlußkontakt 8 vorgesehen. Wie insbesondere aus Fig.2 zu entnehmen ist, ist der Geräteschalter 4 als zweipoliger Ein/Aus-Schalter ausgebildet. Dazu ist dieser mit zwei Kontaktwippen 9, 10 versehen, wobei die erste Kontaktwippe 9 den Strompfad zwischen dem ersten Eingangskontakt 11 und dem ersten Ausgangskontakt 12 öffnet und schließt und die zweite Kontaktwippe 10 den Strompfad zwischen dem zweiten Eingangskontakt 13 und dem Kontaktelement 6 öffnet und schließt.
Zwischen dem Anschlußkontakt 8 des Überstromschutzschalters 1 und dem die elektrische Verbindung zwischen dem Überstromschutzschalter 1 und dem Geräteschalter 4 herstellenden Kontaktelement 6 sind in Reihe ein Bimetall 14 und ein Schutzschaltkontakt 15 geschaltet, der einen Festkontakt 16 und einen Bewegungskontakt 17 aufweist. Durch Verdrehung der in Fig. 2 nur schematisch angedeuteten Betätigungswelle 18 des Geräteschalters 4 wird über das die kinematische Kopplung zwischen dem Geräteschalter 4 und dem Überstromschutzschalter 1 herstellende Kupplungselement 19 der Schutzschaltkontakt 15 geschlossen und durch eine Rastvorrichtung 20 so lange in dieser Raststellung gehalten, bis durch thermisch ausgelöste Verbiegung des Bimetalls 14 die Rastvorrichtung 20 entriegelt wird und der Schutzschaltkontakt 15 öffnet. Eine erneute Schließung des Schutzschaltkontaktes 15 erfolgt bei erneuter Öffnung der Kontaktwippe 9, 10 des Geräteschalters 4.
In den Fig. 3-5 ist insbesondere der mechanische Aufbau des Überstromschutzschalters 1 gezeigt. Der Drehzapfen 5 ist an seinem dem Geräteschalter 4 abgewandten Innenende 21 mit einer Übertragungsscheibe 22 versehen, die sich mit ihrer dem Geräteschalter 4 zugewandten ersten Stirnseite 23 an der Innenseite 24 der Anbauseite 3 des Gehäuses 2 abstützt.
Die freie Stirnseite 25 der Übertragungsscheibe 22 weist eine in radialer Richtung ausgerichtete grabenförmige Ausnehmung 26 auf, die durch das Scheibenzentrum 27 verläuft. Die Ausnehmung 26 wird beidseitig von Vorsprüngen 28 begrenzt, die mit Schrägflächen 29 versehen sind, welche in der grabenförmigen Ausnehmung 26 verlaufen.
Die Rastvorrichtung 20 besteht im wesentlichen aus dem Rastbügel 30, der mit zwei parallel in Axialrichtung von der Übertragungsscheibe 22 abstehenden Rastarmen 31 ausgerüstet ist. An den Freienden 32 der Rastarme 31 sind Rasthaken 33 vorgesehen, die rechtwinklig und gleichsinnig parallel von den Freienden 32 der Rastarme 31 abstehen. Weiterhin ist der Rastbügel 30 an seinem der Übertragungsscheibe 22 zugewandten Ende mit einer dachförmigen Rastkante 34 versehen, die in Entriegelungsstellung in der grabenförmigen Ausnehmung 26 der Übertragungsscheibe 22 einliegt und bei Verdrehung der Übertragungsscheibe auf den Schrägflächen 29 der Vorsprünge 28 aufgleitet und dabei den Rastbügel 30 in axialer Richtung von der Übertragu.lgsscheibe 2:' wegschiebt.
Die Verschiebung erfolgt gegen eine gegen die Übertragungsscheibe 22 gerichtete Federkraft, die durch eine Blattfeder 35 ausgeübt wird, die sich in radialer Richtung durch das Gehäuse 2 erstreckt. Die dem Geräteschalter 4 zugewandte Seite der Blattfeder 35, die mit ihrem Festenede 36 an einer ersten Seitenwand 37 des Gehäuses 2 befestigt ist, beaufschlagt eine Drucknase 38 des Rastbügels 30, die von diesem axial in Richtung auf die Blattfeder 35 zusteht. Die Drucknase 38 ist derart gegenüber der Rastkante 34 radial versetzt angeordnet, daß durch den Federdruck laufend auf den Rastb;igel 30 ein Drehmoment ausgeübt wird, welches in den Fig. 4 und 5 im Uhrzeigersinn gerichtet ist.
Wird nunmehr durch die vorsprünge 28 der Übertragungsscheibe 22 der Rastbügel 30 axial von der Übertragungsscheibe 22 weggedrückt, so schnappen die Rasthaken 33 aufgrund des im Uhrzeigersinn gerichteten Drehmomentes hinter Rastvorsprüngen 39 ein, die an das Gehäuse 2 angeformt sind.
Bei der Verrastung wird gleichzeitig der am Schwenkende 40 der Blattfeder 35 angeordnete Bewegungskontakt 17 auf den Festkontakt 16 gedrückt, wodurch der Schutzschaltkontakt 15 geschlossen wird. Der zur guten Kontaktgabe erforderliche Kontaktdruck wird dadurch sichergestellt, daß die Drucknase 38 die Blattfeder 35 mit radialem Abstand von deren Schwenkende 40 beaufschlagt, so daß der zwischen Schwenkende 40 und Drucknase 38 liegende Bereich der Blattfeder 35 durch den von der Übertragungsscheibe 22 ausgeübten Axialdruck noch etwas durchgebogen wird.
Zur Entriegelung des Rastbügels 30 bzw. zur Öffnung des Schutzschaltkontaktes 15 des Überstromschutzschalters 1 ist das Bimetall 14 vorgesehen, welches sich im wesentlichen parallel zur Blattfeder 35 quer durch das Gehäuse 2 erstreckt. Das Bimetall 14 selbst ist als in Radialrichtung langgestreckter Streifen ausgebildet, der mit seinem ersten Ende 41 an der zweiten Seitenwand 42 des Gehäuses 2 befestigt ist. Am Bewegungsende 43 des Bimetalls 14 ist eine Justierschraube 44 in Axialrichtung eingeschraubt, die mit ihrem der Übertragungsscheibe 22 zugewandten Ende einen Winkelhebel 45 beaufschlagt, der von der den Rasthaken 33 gegenüberliegenden Seite des Rastbügels 30 im wesentlichen in Radialrichtung absteht und mittig zwischen den beiden Rastarmen 31 befestigt ist. Der Winkelhebel 45 ist gegenüber den Rasthaken 33 relativ lang ausgebildet, so daß ein geringer vom Bimetall 14 ausgeübter Axialdruck auf das radial äußere Ende des Winkelhebels 45 genügt, um die Rasthaken 33 hinter den Rastvorsprüngen 39 hervorzuziehen und die Rastvorrichtung zu entrasten.
Die Entrastung kann aus verständlichen Gründen nur dann erfolgen, wenn die Kontaktwippen 9 des Geräteschalters 4 geschlossen sind und ein Stromfluß durch das Bimetall 14 erfolgt. Befinden sich die Kontaktwippen 9, 10 in Schließstellung, so liegen die grabenförmige Ausnehmung 26 der Übertragungsscheibe 22 und die dachförmige Rastkante 34 des Rastbügels 30 parallel, so daß sich der Rastbügel insgesamt axial auf die Übertragungsscheibe 22 zubewegen kann. Sind die Kontaktwippen 9, 10 des Geräteschalters 4 hingegen geöffnet, so berühren die Vorsprünge 28 der Übertragungsscheibe 22 die Rastkante 34, wodurch eine Entriegelung nicht möglich ist. Dies ist jedoch unschädlich, da in dieser Ausschaltstellung des Geräteschalters 4 ohnehin kein Strom durch das Bimetall 14 fließt.
Zur Lagerung bzw. Führung des Rastbügels 30 im Gehäuse 2 sind folgende Maßnahmen getroffen: Die beiden im wesentlichen in Axialrichtung verlaufenden Rastarme 31 liegen in Auslösestellung zusammen mit den Rasthaken 33 in Nuten 46 des Gehäuses 2 ein, die in Axialrichtung verlaufen und deren Breite im wesentlichen der Länge der Rasthaken 33 entspricht. Die Nuten 46 sind an ihrem der Übertragungsscheibe 22 axial abgewandten Ende offen ausgebildet derart, daß eine Seite der Nuten 46 jeweils die Rastvorsprünge 39 bildet. Wird der Rastbügel 30 durch Verdrehung der Übertragungsscheibe 22 in axialer Richtung von dieser weggedrückt, so gleiten die Rasthaken 33 aus der jeweiligen Nut 46 heraus und verhaken hinter dem am Ende der Nut 46 angeordneten Rastvorsprung 39 durch eine leichte Verschwenkung des gesamten Rastbügels 30 (in Fig.4 und 5 im Uhrzeigersinn). Die Nuten 46 erlauben somit eine axiale Verschiebung des Rastbügels 30 und bei Erreichen der Raststellung eine Schwenkbewegung. Die Breite der Rastarme 31 im Axialbereich der Rastkante 34 entspricht im wesentlichen der Breite der Nuten 46. Darüber hinaus sind die Rastarme 31 in diesem Bereich abgerundet, so daß sie bei Verschwenkung im Bereich der Rastkante 34 durch die Nuten 46 geführt sind. Eine weitere Führung des Rastbügels 30 erfolgt durch den Winkelhebel 45, der in einem die Blattfeder 35 in deren Längsrichtung verlaufenden Langloch 47 beidseitig geführt ist.
Zur Lagerung der stromführenden Teile, insbesondere des Festkontaktes 16 mit dem daran befestigten Bimetall 14 sowie der Blattfeder 35 sind folgende Maßnahmen getroffen. Das Festende 36 der Blattfeder 35 ist auf einer aus metallischem Werkstoff bestehenden ersten Montageplatte 48 verschweißt, die ihrerseits in einer taschenartigen ersten Gehäuseausnehmung 49 derart gelagert ist, daß sie von der der Übertragungsscheibe 22 abgewandten Gehäuseteile in die taschenartige Gehäuseausnehmung 49 eingeschoben werden kann. Der Festkontakt 16 ist auf einer zweiten Montageplatte 50 in einer der ersten Gehäuseausnehmung 49 gegenüberliegenden zweiten Gehäuseausnehmung 51 in äquivalenter Weise gelagert. Dabei ist die zweite Montageplatte 50 in einer der ersten Gehäuseausnehmung 51 in äquivalenter Weise gelagert. Dabei ist die zweite Montageplatte 50 derart rechtwinklig abgebogen, daß sie mit ihrem Abstehende 52 im wesentlichen radial nach innen von der zweiten Seitenwand 42 des Gehäuses 2 vorsteht. Am Abstehende 52 ist der Festkontakt 16 angeschweißt. Die erste Montageplatte 48 und die zweite Montageplatte 50 werden in den Gehäuseausnehmungen 49, 51 in Montagestellung dadurch festgehalten, daß die der Übertragungsscheibe 22 gegenüberliegende Gehäusewand durch einen auf das Gehäuse 2 aufsetzbaren Gehäusedeckel 53 gebildet wird, dessen Deckelinnenseite 54 die von der Stellscheibe 22 weggerichteten Kanten 55 der Montageplatten 48, 50 beaufschlagt und festhält. Der Gehäusedeckel 53 ist im Bereich der Justierschraube 44, die in das Bewegungsende 43 des Bimetalls 14 eingeschraubt ist, mit einer Einstellöffnung 56 versehen.
Im Folgenden wird auf die Fig. 6-10 (Anläüfstrombegrenzungsschalter) Bezug genommen. Die Beschreibung dieser Fig. beschränkt sich auf die Teile, deren Ausbildung und Funktion gegenüber dem in Fig. 1 -5 gezeigten Ausführungsbeispiel »Überstromschutzschalter« abweichen. Die Bezugszeichen in Fig. 6-10 sind bei Verwendung gleicher Begriffe gegenüber denen in Fig. 1 -5 um die Zahl 100 erhöht.
Das in Fig.6 gezeigte Gehäuse 102 des Anlaufstrombegrenzungsschalters 101 ist im wesentlichen mit dem Gehäuse 2 des Überstromschutzschalters 1 identisch, lediglich stehen aus der ersten Seitenwand 137 und aus der zweiten Seitenand 142 des Gehäuses 102 Anschlußkontaktfahnen 157 und 158 hervor.
Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß das Kontaktelement 106 über den Strompfad 159 mit dem Bewegungskontakt 117 direkt verbunden ist. Über den Schutzschaltkontakt 115 ist der Anschlußkontakt 108 direkt mit dem Kontaktelement 106 verbindbar. Die Anschlußkontaktfahne 157 ist mit dem Strompfad 159 verbunden, die Anschlußkontaktfahne 158 hingegen mit dem ersten Ende des ebenfalls U-förmig ausgebildeten Bimetalls 114 (U-Schenkel 70, 71; Quersteg 72 in Fig. 3). Das zweite Ende des Bimetalls 114 ist direkt an den Anschlußkontakt 108 angeschlossen. Zwischen den beiden aus dem Gehäuse 102 herausgeführten Anschlußkontaktfahnen 157, 158 ist ein Vorschaltwiderstand 160 geschaltet. Ist der Schutzschaltkontakt 115 geöffnet, so fließt der Strom vom zweiten Eingangskontakt 113 über den Vorschaltwiderstand 160 und das Bimetall 114 zum Anschlußkontakt 108. Ist der Schutzschaltkontakt 115 hingegen geschlossen, fließt bei eingeschaltetem Geräteschalter 104 der Strom direkt vom zweiten Eingangskontakt 113 zum Anschlußkontakt 108.
Die Funktion des Anlaufstrombegrenzungsschalters 101 ist folgende:

Bei Einschalten_ des Geräteschalters 104, d. h. bei Schließen der Kontakte 109, 110 wird durch das Kupplungselement 119 der Schutzschaltkontakt 115 geöffnet und in geöffneter Stellung durch die Rastvorrichtung 120 verrastet. Der vom zweiten Eingangskontakt 113 zum Anschlußkontakt 108 fließende Anlaufstrom wird durch den Vorschaltwiderstand 160 begrenzt, wobei sich gleichzeitig durch Stromfluß das Bimetall 114 aufheizt. Ab einer gewissen Temperatur, d. h. nach einer durch die Dimensionierung des Vorschältwiderstandes 160 vorgegebenen Zeit entriegelt das Bimetall 114 durch Verschwenkung seines Bewegungsendes 143 die Rastvorrichtung 120, der Schutzschaltkontakt 115 wird geschlossen und ein nur vernachlässigbarer Teil des Stromes durch die Schalterkombination fließt über den Vorschaltwiderstand 160 und das Bimetall 114, wodurch dieses sich abkühlt.

Erst bei erneutem Ausschalten des Geräteschalters 104 wird der Schutzschaltkontakt-115 erneut geöffnet, so daß bei erneutem Einschalten des Geräteschalters 104 der durch die Schalterkombination fließende Anlaufstrom über den den Vorschaltwiderstand 160 und das Bimetall 114 enthaltenden Strompfad fließt. Die Öffnung des Schutzschaltkontaktes 115 bei Ausschalten des Geräteschalters 104 erfolgt dadurch, daß im Gegensatz zu dem in Fig. 1-5 gezeigten Beispiel des Überstromschutzschalters der Festkontakt 116 des Anlaufstrombegrenzungsschalters 101 nicht auf der der Übertragungsscheibe 122 abgewandten Seite des Bewegungskontaktes 117, sondern zwischen der Anbauseite 103 und dem Bewegungskontakt 117 liegt. Die gegen die Anbauseite 103 gerichtete Vorspannung der Blattfeder 135 sorgt dafür, daß in Auslösestellung der Schutzschaltkontakt 115 geschlossen ist, während der Schutzschaltkontakt 115 durch den von der Übertragungsscheibe 122 auf den Rastbügel 130 ausgeübten axialen Druck bzw. durch die Verriegelung der Rasthaken 133 hinter den Rastvorsprüngen 139 in Verriegelungsstellung geöffnet bleibt.
Im folgenden wird auf die Fig. 11 - 15 (Nullspannungsschutzschalter) Bezug genommen. Die Beschreibung dieser Figuren beeschränkt sich ebenfalls lediglich auf die Teile, deren Funktion bzw. Anordnung gegenüber den Fig. 1 -5 abgeändert ist. Die Bezugszeichen in Fig. 11-15 sind bei Verwendung gleicher Begriffe gegenüber den Bezugszeichen in den Fig. 1-5 um die Zahl 200 erhöht.
Der Nullspannungsschutzschalter 201 weist ein Gehäuse 202 auf, aus dessen Anbauseite 203 neben dem Kontaktelement 206 und dem Drehzapfen 205 ein weiteres Kontaktelement 261 zum Eingriff in die Stromführung des Geräteschalters 204 eingreift. Darüber hinaus ist an der der Anbauseite 203 gegenüberliegenden Seite 207 des Gehäuses 202 ein weiterer äußerer Anschlußkontakt 262 vorgesehen.
Aus Fig. 12 ist ersichtlich, daß im Geräteschalter 204 ein Nullspannungsrelais 263 vorgesehen ist, dessen Spule 264 mit ihrem ersten Spulenende 265 mit dem Bewegungsende 217 des Schutzschaltkontaktes 215 und deren zweites Spulenende 266 mit dem ersten Eingangskontakt 211 verbunden ist. Eine Verriegelungsvorrichtung 267 des Nullspannunasrelais greift derart an die Kontaktwippen 209, 21u an, daß diese bei Spannungsabfall in der Spule 264 geöffnet werden. Das Schließen der Kortaktwippen 209, 210 erfolgt erst bei erneuter Einschaltung des Geräteschalters 204.
Der Spannungsabfall in der Spule ?64 wird durch das Öffnen des Schutzschaltkontaktes 215 bewirkt, der im Überstromfalle durch das Bimetall 214 entriegelt wird. Die Entriegelung erfolgt in derselben Weise wie beim einqangs beschriebenen Überstromschutzschalter.
Dem Nullspannungsrelais 263 kommt somit eine doppelte Aufgabe zu, nämlich Öffnen der Kontaktwippen 209, 210 im Nullspannungsfall und Öffnen der Kontaktwippen 209, 210 im Überstromfall, da durch Offnen des Schutzschaltkontaktes 215 die Spannung wie beschrieben in der Nullspannungsspule 264 abfällt.
Insbesondere aus Fig. 14 und 15 ist zu erkennen, daß der Festkontakt 216 nicht wie im eingangs gezeigten Beispiel des Überstromschutzschalters mit einem Ende des Bimetalls 14 verbunden ist, sondern mit dem weiteren Kontaktelement 261, welches bei geschlossener Schaltwippe 210 des Geräteschalters 204 eine elektrische Verbindung zum Bimetall 214 herstellt.

Claims

1. Schutzschaltelement (1; 101; 201) zum Anbau an einem als Drehschalter ausgebildeten Geräte-Ein/Aus-Schalter (4; 104; 204) mit

1. einem im Strompfad des Geräteschalters liegenden Bimetall (14; 114; 214), welches

1.1 durch Stromfluß von einer Streckstellung in eine Biegestellung überführbar ist,

2. einem als Drehzapfen (5; 105; 205) ausgebildeten Kupplungselement (19; 119; 219),

2.1 welches aus der Gehäuseanbauseite (3; 103; 203) des Schutzschaltelementes (1; 101; 201) etwa rechtwinklig in Axialrichtung zum Eingriff in den Geräteschalter (4; 104; 204) herausragt und

2.2 mit der koaxial verlaufenden Betätigungswelle (18; 118; 218) des Geräteschalters drehfest verbunden ist,

3. einem mit einer Rastvorrichtung (20; 120; 220) zusammenwirkenden Schutzschaltkontakt (15; 115; 215)

3.1 der durch Verdrehung des Drehzapfens (5; 105; 205) gegen Federkraft in eine Raststellung und durch Verbiegung des Bimetalls (14; 114; 214) in eine Auslösestellung überführbar ist und

3.2 der aus einem Festkontakt (16; 116; 216) und einem in Axialrichtung geführten Bewegungskontakt (17; 117; 217) besteht,

dadurch gekennzeichnet, daß

4. der Drehzapfen (5; 105; 205) mit einer Übertragungsscheibe (22; 122; 222) versehen ist,

4.1 die zentral und im rechten Winkel zur Drehachse des Drehzapfens (5; 105; 205) an dessen dem Geräteschalter (4; 104; 204) abgewandten Innenende (21; 121; 221) befestigt ist und

4.2 auf ihrer dem Geräteschalter (4; 104; 204) abgewandten freien Stirnseite (25; 125; 225) mindestens eine radial ausgerichtete grabenförmige Ausnehmung (26; 126; 226) aufweist,

4.? 1 die durch das Scheibenzentrum (27; 127; 227) verläuft und

4.2.2 beidseitig durch in Axialrichtung von der freien Stirnseite (25; 125; 225) abstehende, mit Schrägflächen (29; 129; 229) versehene Vorsprünge (28; 128; 228) begrenzt ist, daß

5. die Rastvorrichtung (20; 120; 220) im wesentlichen aus einem in Axialrichtung in losem Gleitsitz geführten Rastbügel (30; 130; 230) mit mindestens einem Rastarm (31; 131; 231) besteht,

5.1 der im wesentlichen in Axialrichtung von der freien Stirnseite (25; 125; 225) der Übertragungsscheibe (22; 122; 222) absteht und an seinem Freiende (32; 132; 232) mit einem Rasthaken (33; 133; 233) versehen ist, der

5.1.1 im wesentlichen rechtwinklig vom Rastarm (31; 131; 231) absteht und

5.1.2 in Raststellung einen am Gehäuse (2; 102; 202) des Schutzschaltelementes (1; 101; 201) angeformten Rastvorsprung (39; 139; 239) hintergreift, daß

5.2 der Rastbügel (30; 130; 230) an seinem der Ü^bertragungsscheibe (22; 122; 222) zugewandten Ende eine dachförmige Rastkante (34; 134; 234) aufweist, die

5.2.1 in Entriegelungsstellung in der grabenförmigen Ausnehmung (26; 126; 226) der Übertragungsscheibe (22; 122, 222) liegt und

5.2.2 bei deren Verdrehung auf den Schrägflächen (29; 129; 229) der Vorsprünge (28; 128; 228) aufgleitet, daß

5.3 der Rastbügel (30; 130; 230) mit einer Drucknase (38; 138; 238) versehen ist, die

5.3.1 gegenüber der Rastkante (34; 134; 234) radial nach außen versetzt,

5.3.2 in Axialrichtung von der Übertragungsscheibe (22; 122; 222) weggerichtet und

5.3.3 auf der gleichen Seite des Rastbügels (30; 130; 230) wie der Rasthaken (33; 133; 233) angeordnet ist sowie

5.3.4 die der Übertragungsscheibe (22; 122, 222) zugewandte Seite des Bewegungskontaktes (17; 117; 217) gegen die axial gerichtete Federkraft beaufschlagt, daß

5.4 am Rastbügel (30; 130; 230) ein Winkelhebel (45; 145; 245) angeordnet ist,

5.4.1 der von der den Rasthaken (33; 133; 233) gegenüberliegenden Seite des Rastügels (30; 130; 230) im wesentlichen in radialer Richtung absteht und

5.4.2 dessen radial äußeres Ende vom Bewegungsende (43; 143; 243) des Bimetalls (14; 114; 214) in Richtung der Übertragungsscheibe (22; 122; 222) beaufschlagt wird.

2. Schutzschaltelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

1. der Bewegungskontakt (17; 117; 217) ist am Schwenkende (40; 140; 240) einer metallischen Blattfeder (35; 135; 235) angeordnet, die

1.1 im wesentlichen in Radialrichtung verläuft und

1.2 mit ihrem Festende (36; 136; 236) an einer ersten Seitenwand (37; 137; 237) des Gehäuses (2; 102; 202) befestigt ist sowie

1.3 eine axial gegen die Übertragungsscheibe (22; 122; 222) gerichtete Vorspannung aufweist.

3. Schutzschaltelement nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzschaltkontakt (15; 115; 215) im Bereich der dem Festende (36; 136; 236) der Blattfeder (35; 135; 235) gegenüberliegenden zweiten Seitenwand (42; 142; 242) des Gehäuses (2; 102; 202) angeordnet ist.

4. Schutzschaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucknase (38; 138; 238) die Blattfeder (35; 135; 235) mit radialem Abstand vom Bewegungskontakt (17; 117; 217) beaufschlagt.

5. Schutzschaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

1. Das Bimetall (14; 114; 214) ist als in Radialrichtung langgestreckter Streifen ausgebildet, der

1.1 mit seinem ersten Ende (41; 141; 241) an der zweiten Seitenwand (42; 142; 242) befestigt ist und

1.2 mit seinem Bewegungsende (43; 143; 243) den Winkelhebel (45; 145; 245) beaufschlagt.

6. Schutzschaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ende (41; 141; 241) des Bimetalls (14; 114; 214) am Festkontakt (16; 116; 216) des Schutzschaltkontaktes (15; 115; 215) leitend befestigt ist.

7. Schutzschaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

1. Das Bimetall (14; 114; 214) ist U-förmig ausgebildet, wobei

1.1 die U-Schenkel (70, 71; 170, 171; 270, 271) in einer radialen Ebene liegen,

1.2 der erste U-Schenkel (70; 170; 270) mit dem Festkontakt (16; 116; 216) und

1.3 der zweite U-Schenkel (71; 171:271) mit einem äußeren Anschlußkontakt (8) elektrisch verbunden ist.

2. Der die beiden U-Schenkel verbindende Quersteg (72; 172; 272) des Bimetalls (14; 114; 214) beaufschlagt den Winkelhebel (45; 145; 245).

8. Schutzschaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

1. Der Festkontakt (16; 116; 216) sowie das Festende (36; 136; 236) der Blattfeder (35; 135; 235) sind mittels jeweils einer ersten und zweiten Montageplatte (48, 50; 148, 150; 248, 250) in Gehäuseausnehmungen (49, 51; 149, 151; 249, 251) der Seitenwände von der der Gehäuseanbauseite (3; 103; 203) gegenüberliegenden, als Gehäusedeckel (53; 153; 253) ausgebildeten Gehäuseseite einschiebbar gelagert.

2. Die Montageplatten (48, 50; 148, 150; 248, 250) sind in Montagestellung auf ihrer von der Übertragungsscheibe (22; 122; 222) weggerichteten Kante (55; 155; 255) von der Deckelinnenseite (54; 154; 254) beaufschlagt.

9. Schutzschaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

Der Festkontakt (16; 216)

1. ist zwischen dem Bewegungskontakt (17; 217) und dem Gehäusedeckel (53; 253) angeordnet und

2. auf seiner der Übertragungsscheibe (22; 222) zugewandten Seite vom Bewegungskontakt (17; 217) beaufschlagt.

10. Schutzschaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

Der Festkontakt (116)

1 ist zwischen dem Bewegungskontakt (117) und der Gehäuseanbauseite (103) angeordnet und

2. auf seiner der Gehäuseanbauseite (103) abgewandten Seite vom Bewegungskontakt (117) beaufschlagt.

11. Schutzschaltelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite U-Schenkel (171) des Bimetalls (114) mit dem Festkontakt (116) und der e, -te U-Schenkel (170) des Bimetalls (114) über einen Vorschaltwiderstand (160) mit dem Bewegungskontakt (117) leitend verbunden ist.

12. Schutzschaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: -

1 Im Geräte-Ein/Aus-Schalter (204) ist ein an sich bekanntes Nullspannungsrelais (263) vorgesehen,

1.1 dessen Verriegelungsvorrichtung 267 mechanisch mit Kontaktwippen (209, 210) verbunden ist und

1.2 das eine Spule (264) aufweist,

1.2.1 deren erstem Spulenende (265) elektrisch mit dem Bewegungskontakt (217) des Schutzschaltkontaktes (215) und

1.2.2 deren zweites Spulenende (266) mit dem ersten Eingangskontakt (211) verbunden ist.

2. Der erste U-Schenkel (270) des Bimetalls (214) ist mit dem Anschlußkontakt (208), der zweite U-Schenkel (271) des Bimetalls (214) mit der Kontaktwippe (210) des Geräte-Ein/ Aus-Schalters (204) verbunden.

13. Schutzschaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

1. Der Rastbügel (30; 130; 230) besteht im wesentlichen aus einem in Radialrichtung verlaufenden Steg (69; 169; 269),

1.1 an dessen radial äußeren Enden zwei parallel zueinanderliegende und sich in Axialrichtung erstreckende Rastarme (31; 131; 231) befestigt sind.

2. Die Rastkante (34; 134; 234) ist an der der Übertragungsscheibe (22; 122; 222) zugewandten Seite des Steges (69; 169; 269) angeordnet.

3. Die Drucknase (38; 138; 238) ist an der der Übertragungsscheibe (22; 122; 222) abgewandten Seite des Steges (69; 169; 269) angeformt.

4. Der Winkelhebel (45; 145; 245) steht von der Mitte des Steges (69; 169; 269) rechtwinklig von diesem ab.

14. Schutzschaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

1. Die Rastarme (31; 131; 231) des Rastbügels (30; 130; 230) sind in axial verlaufenden Nuten (46; 146; 246) des Gehäuses (2; 102; 202) gelagert, wobei

1.1 die Rasthaken (33; 133; 233) in Auslösestellung vollständig in den Nuten (46; 146; 246) liegen und

1.2 in Verriegelungsstellung hinter den an der Übertragungsscheibe (22; 122; 222) abgewandten Enden der Nuten (46; 146; 246) angeordneten Rastvorsprüngen (39; 139; 239) eingreifen.

15. Schutzschaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

1. Die Blattfeder (35; 135; 235) ist mit einem in deren Längsrichtung verlaufenden Langloch (47; 147; 247) versehen,

1.1 in welchem der Winkelhebel (45; 145; 245) beidseitig geführt ist.

16. Schutzschaltelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

1. Das Bewegungsende (43; 143; 243) des Bimetalls (14; 114; 214) ist mit einer Justierschraube (44; 144; 244) versehen, die

1.1 in im wesentlichen axialer Richtung einschraubbar ist und

1.2 mit ihrem der Übertragungsscheibe (22; 122; 222) zugewandten Ende den Winkelhebel (45; 145; 245) beaufschlagt.

2. Der Gehäusedeckel (53; 153; 253) ist im Bereich der Justierschraube (44; 144; 244) mit einer Einstellöffnung (56; 156; 256) versehen.