EP0391086A1 - Druckknopfbetätigter Ueberstromschutzschalter - Google Patents

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EP0391086A1
EP0391086A1 EP90104430A EP90104430A EP0391086A1 EP 0391086 A1 EP0391086 A1 EP 0391086A1 EP 90104430 A EP90104430 A EP 90104430A EP 90104430 A EP90104430 A EP 90104430A EP 0391086 A1 EP0391086 A1 EP 0391086A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
bimetal
leg
connecting piece
overcurrent protection
Prior art date
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Application number
EP90104430A
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English (en)
French (fr)
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EP0391086B1 (de
Inventor
Josef Peter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ellenberger and Poensgen GmbH
Original Assignee
Ellenberger and Poensgen GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Ellenberger and Poensgen GmbH filed Critical Ellenberger and Poensgen GmbH
Publication of EP0391086A1 publication Critical patent/EP0391086A1/de
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Publication of EP0391086B1 publication Critical patent/EP0391086B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/74—Means for adjusting the conditions under which the device will function to provide protection
    • H01H71/7427—Adjusting only the electrothermal mechanism
    • H01H71/7436—Adjusting the position (or prestrain) of the bimetal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/14—Electrothermal mechanisms
    • H01H71/16—Electrothermal mechanisms with bimetal element
    • H01H2071/167—Multiple bimetals working in parallel together, e.g. laminated together
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H69/00—Apparatus or processes for the manufacture of emergency protective devices
    • H01H69/01—Apparatus or processes for the manufacture of emergency protective devices for calibrating or setting of devices to function under predetermined conditions

Definitions

  • the invention relates to a push-button-operated overcurrent protection switch and in particular to an on-board circuit breaker with manual release and bimetallic free release with the features specified in the preamble of claim 1.
  • overcurrent protection switches are known for example from DE-C 21 23 765 or EP-A 0 081 290.
  • the bimetallic element of the bimetallic release device is arranged essentially parallel to the narrow side wall of the switch housing running in the pressure direction (D).
  • the adjustment is carried out using an adjusting screw, which passes through a hole in this side wall and acts directly on the bimetal or on its connecting base.
  • connection lug and the area of a connecting piece adjoining the mating contact fixed to the housing to the mating contact fixed to the housing are held in a fitting and fixed manner in corresponding bearing recesses in the housing.
  • the bimetal is not used for adjustment, but the connector inside the housing Area is acted upon by an adjusting screw screwed into the side of the switch housing.
  • a cross-sectional reduction in the form of depressions in the lateral surfaces of the connector is provided between the fixing area on the housing and the application area by the adjusting screw.
  • an electrical overload switch is known from DE-U-88 06 964.8, in which the strip-shaped bimetal is fastened to a connecting piece, which is also held in a fitting and fixed manner in corresponding bearing gaps in the housing.
  • This connector has an extension which can be acted upon by an adjusting screw from the opposite side of the switch housing for adjusting the response value of the bimetal.
  • the invention is based on the object of further improving a push-button-operated overcurrent protection switch of the type mentioned with regard to the adjustability of the bimetal.
  • the connecting tab of the connecting piece for the second leg end of the bimetal has a constriction, which is formed by a slot penetrating the plate-shaped central section of the connecting piece transversely to the plate plane.
  • the connecting tab can be rotated around the constriction by means of an adjusting screw for adjusting the response value of the bimetal. Due to this construction, the tripping value of the bimetal can be adjusted in a particularly sensitive and exact manner by bracing the two bimetal legs against each other.
  • the narrowing further has the advantage that the heat generated by the bimetal self-heating for tripping flows less quickly from the bimetal into the adjacent conductor parts of the assembly. This means that the nominal tripping value is more reproducible and less scattered.
  • Claims 2 and 3 characterize advantageous designs of the slot and the mounting of the adjusting screw in the housing.
  • the slot can be produced particularly easily immediately when the connecting piece is punched, in the case of a realization by means of an arcuate punching.
  • the adjusting screw is held captively in the housing by its radially protruding rim, which is supported in a housing groove, on its head.
  • the bimetallic assembly is fixed even better in the housing by the extension of the terminal lug at its inner end and its precise, firm fit in a corresponding housing recess.
  • the characterizing part of claim 5 describes a bimetallic release device which has two bimetals.
  • a self-heated bimetal device can also be used for small nominal currents, which, in addition, does not provide any lower triggering forces in comparison with a one-piece bimetal. Due to the sandwich construction claimed, the entire bimetal device remains very compact and can be arranged and used essentially like a one-piece bimetal. The insulating layer between the two bimetals shields the latter from one another in such a way that the full current path is maintained through the total length of the two bimetals.
  • brace-like stiffeners are provided according to claim 8, which can be placed on said bimetal sections with the interposition of appropriate insulating layers.
  • the bimetal device of this type thus also has essentially unchanged mechanical properties.
  • Claims 9 and 10 characterize a so-called fail-safe for the switch. This is advantageously integrated in the connector of the bimetallic device.
  • the terminal lug, one or more bimetals, the connection piece, optionally provided with a fail-safe device, and the adjusting screw are combined to form a preassembled module which can be installed as a whole in the switch. This also has advantages in terms of automatic production when mounting the switch.
  • Claims 12 and 13 characterize an advantageous further development of the bimetallic assembly with which a rapid response of the bimetallic tripping device is achieved in the case of high currents, in particular in the event of a short circuit.
  • these two components can be positioned particularly close to one another without the risk of an electrical short circuit, so that a particularly high repulsion effect is achieved with a very short tripping time.
  • Fig. 1 the external view of the switch according to the invention is shown.
  • This has an approximately cuboidal housing made of insulating material, which is composed of two housing half-shells (1, 2), on the front narrow side wall (3) of which the push-button assembly (4) with its threaded neck (40) and the push-button (2) which is longitudinally displaceable in the direction of pressure (D) 41) is used.
  • the two angled connecting lugs (5,6) protrude from the switch housing.
  • Fig. 2 shows the various functional assemblies that are incorporated in the switch.
  • these are the key switch (7) and the bimetallic assembly (10), which is electrically and mechanically connected to the one connecting lug (5).
  • Detached from the modules in Fig. 2 are still the second connection flag (6) recognizable, which carries a housing-fixed mating contact (9) of the switching path on an inner extension (8).
  • the locking lug (11) is rotatably held between the two housing half-shells (1, 2), which can be brought into engagement with the groove (42) on the outside of the threaded neck (40) and an anti-rotation device for represents the threaded neck (40) and the switch itself when it is installed in a control panel. Furthermore, a kinematic connecting element between the switching lock (7) and the bimetallic assembly (10) forming, frame-like release lever (12) and the adjustment cover (13) which can be snapped onto the lower narrow side wall (3 ') should be mentioned.
  • the centerpiece of the bimetallic assembly (10) is the bimetal (101), which is designed as a flat, U-shaped stamped and bent part and is attached with its one leg-free end (102) to the housing-internal extension (103) of the connecting lug (5).
  • the second leg-free end (104) is welded to the bent-up connecting tab (105) of a connecting piece (106) which, at its diametrically opposite end, carries an extension (107), which is also bent upwards, with the second mating contact (9 ') of the switching path.
  • the two mating contacts (9,9 ') are arranged with their contact surface in a plane which runs transversely to the parting plane between the two housing half-shells (1,2) and approximately parallel to the pressure direction (D).
  • the connecting piece (106) has an arcuate punching (108), in the center of which a threaded hole (109) is made.
  • the adjusting screw (110) can be screwed in from the bottom narrow side wall (3 ') by rotating the connecting piece (106) about the constriction (111) formed by the punched out (108) so that the two legs (112, 113) of the bimetal ( 101) can be braced against one another and the triggering value of the bimetal (101) can thus be adjusted.
  • the base (114) of the U-shaped bimetal (101) represents its deflecting end, its deflecting movement by means of the transfer slide (14) arranged in the housing transversely to the direction of pressure (D) below the push-button assembly (4) and the release lever (12) connected to the switch lock (7) in the sense the triggering of which is transmitted.
  • the switch is switched on and off manually by means of the push button (41) of the push button assembly (4), which is explained in more detail below with reference to FIGS. 3-6.
  • the essentially cylindrical push button (41) made of insulating material is provided with a blind hole-like bearing recess (43) which is open towards the interior of the housing and extends in the pressure direction (D) and with which it is additionally guided on a guide part anchored in the housing in the pressure direction (D) is.
  • the guide part is jointly formed by a cap-shaped, made of insulating counterbearing shaped part (44) for the helical spring-like push-button spring (46) clamped between it and the actuating side bottom (45) of the bearing recess (43) and the U-shaped supporting part in the longitudinal section parallel to the pressure direction ( 47) formed.
  • the two U-legs (48, 49) point counter to the pressure direction (D) and their free ends are in engagement with the counter-bearing molded part (44).
  • the support part (47) has in the apex area between its U-legs (48, 49) and its U-base (50) laterally projecting tabs (51), which are supported on a corresponding housing nose (52) (Fig. 2) .
  • the support part (47) and the counter-bearing molded part (44) are thus held in position in the housing.
  • the counter-bearing molded part (44) has, on its opposite side walls parallel to the direction of pressure, each in the pressure direction (D), with bottom open guide slots (67) for the axis (55). Due to their design, the support (47) and counterbearing molded part (44) in turn form a guide (53) running in the pressure direction (D) for a support lever (15) which extends essentially in the pressure direction (D) and with its push-button side End (16) via a rotary slide Articulated connection is connected to the inner end of the push button (41).
  • This articulated connection is created by the axis (55) held on two lateral projections (54) of the push button (41) through the link-like elongated hole (17) in the push button end (16) of the support lever (15).
  • the elongated hole (17) is of an angular shape, the leg (18) pointing counter to the pressure direction (D) parallel to this direction and the leg (19) pointing in the pressure direction (D) pointing in an acute direction, counter to the locking engagement direction (20) Angle (W) run.
  • the support lever (15) has a latching projection (21) on the side next to the elongated hole (17) which, due to the displaceability of the support lever (15) in the pressure direction (D) and its pivotability transversely to this direction, engages with the latching recess (56) in one of the U-legs (48, 49) of the support part (47) can be brought.
  • the end (22) of the support lever (15) pointing in the direction of pressure (D) is connected to the switch lock (7) of the switch via an axis of rotation (70).
  • the central part of this switch lock (7) is the L-shaped contact bridge support (71), which can be displaced in the pressure direction (D) and can be pivoted in a pivot plane parallel to this, and which in its apex area is connected to the interior of the housing via the swivel joint formed by the axis of rotation (70) End (22) of the support lever (15) is connected.
  • the approximately in the direction of pressure (D) contact bridge leg (72) carries in the region of its free end, which is arranged transversely to the direction of pressure, bridging the two mating contacts (9,9 ') fixed to the housing, serving for the contact bridge (73).
  • This is articulated to the contact bridge support (71) via the swivel connection (74).
  • the pivot connection (74) is additionally acted upon in the contact closing direction by a contact pressure spring (75) designed as a leg spring.
  • the contact bridge support (71) is designed as a double leg spring which is seated on the axis of rotation (70)
  • Switch-off spring (77) acts against the contact closing direction.
  • the switch-off spring (77) is supported on the one hand by an oblique projection (23) (FIG. 2) on the inside of the housing half-shells (1, 2) and on the other hand on the upper side of the pawl leg (76) running transverse to the pressure direction (D).
  • an articulated lever (79) is articulated at one end, which can be fixed in a latch (V) with its opposite free end (80).
  • the articulated lever (79) has at its free end (80) an axis (81) which runs transversely to the pressure direction (D) and which on the one hand passes through a longitudinal opening (82) of a pawl lever (83) which is pivotably mounted in the housing and which on the other hand is laterally displaceably guided at the ends of the housing grooves (24) which run approximately transversely to the pressure direction (D).
  • the through opening (82) has an angled portion (84) at its end remote from the switching lock, in which the axis (81) can be latched to the housing grooves (24) in cooperation with the guide.
  • the pivotable pawl lever (83) which is acted upon by the leg spring (85) in the latching direction, is kinematically connected to the bimetal (101) via the release lever (12) and the transfer slide (14). Whose deflection is transferred via the transfer slide (14) and the release lever (12) into a pivoting movement of the pawl lever (83) against the pawl engagement direction, so that the axis (81) is released from its latching.
  • Fig. 3 the switch is shown in its off position. If the push button is actuated, the axis (55) runs in the leg (18) of the elongated hole (17) parallel to the direction of pressure until it reaches the lower side edge of the elongated hole leg, which runs obliquely to this direction (19) hits. From this position, the support lever is moved in the pressure direction (D) and at the same time applied transversely to it. As soon as the locking projection (21) on the support lever (15) overlaps the locking recess (56) on the support part (47), the support lever (15) is pivoted counterclockwise with respect to FIG. 3 and the locking projection (21) engages in the locking recess (56) a.
  • the contact bridge carrier (71) By moving the support lever (15) in the pressure direction (D), the contact bridge carrier (71) is simultaneously moved in a rotary-sliding movement into a position in which the contact bridge (73) is in the switched-on position (FIG. 4).
  • the contact bridge (73) is fixed in the switched-on position by the locking of the support lever (15) and the associated fixing of the axis of rotation (70) to the contact bridge support (71) and the latching (V).
  • the axis (55) of the push button (41) is held in this position in the sloping lower leg of the elongated hole (17), since the push button spring (46) is not able to hold the push button (41) and thus the axis (55) to apply such a force against the pressure direction (D) that the latching between the latching projection (21) on the support lever (15) and the latching recess (56) in the end part (47) could be released.
  • the support lever (15) is pivoted clockwise by acting on the inclined side edge of the elongated hole leg (19) by means of the axis (55), the latching projection (21) is moved out of the latching recess (56). pulled out and thus released this locking. This allows the support lever (15) to move upwards, which pulls the contact bridge support (71) and transfers the contact bridge (73) to the switch-off position (FIG. 3).
  • the contact bridge support (71) is released by releasing the latch (V) and rotates under the influence of the switch-off spring (77) around the axis of rotation (70) clockwise with respect to FIG. 5.
  • the contact opening through Lifting the contact bridge (73) from the mating contacts (9,9 ') also works in the case in which the push button (41) is held in its switch-on position. So it is a real free trip.
  • the counter-bearing molded part (44) has on its upper transverse wall (58) an integrally molded pin (57) which engages from below in the helical spring-like push-button spring (46) and additionally guides it.
  • the support lever (15) passes through the U-base (50) of the support part (47) via a transverse slot (59) with lateral play, so that the support lever (15) remains pivotable.
  • a cylindrical insulating sleeve (60) is inserted between the threaded neck (40) and the push button (41) and carries at its lower end a plate-shaped insulating cover (61) running transversely to the printing direction (D). The latter delimits the interior of the switch towards the push button side and has a circular opening (68) in the center corresponding to the inner opening of the insulating sleeve (60).
  • the insulating sleeve (60) has on its inner wall flanking the push button (41) a projection (62) which engages in a groove (42 ') in the outer wall of the push button to prevent rotation of the push button (41).
  • the push button is also provided on its wall with a circumferential ring shoulder (63) which limits its insertion movement by a stop on the end face of the threaded neck (40) when the push button is actuated.
  • the fastening of the bimetallic assembly (10) in the housing and its adjustment will be discussed in more detail with reference to FIGS. 2-5.
  • the interior of the extension (103) on the connecting lug (5) has a plate-shaped extension (115) which fits snugly and securely in a fixing pocket (27) formed by a side partition (26) in the housing half-shells (1, 2) is held in the housing.
  • the extension (103) and consequently the attachment point of the bimetal leg (112) are thus held in their position and precisely defined.
  • the area of the connecting piece (106) adjoining the extension (107) with the mating contact (9 ′) is in the bearing gap (25) between the narrow side wall (3 ′) on the bottom side and the angular projection (28) arranged in front of it in the housing half-shells ( 1,2) held precisely and firmly.
  • this tight mounting also achieves a special positional stability of the mating contact (9 ').
  • the essentially plate-shaped connecting piece (106) is divided into two areas by an arcuate punch-out (108), which are connected by a constriction (111).
  • the bimetallic device is adjusted by means of the adjusting screw (110), which is introduced into a threaded hole (109) in the radial center of the punched-out area (108) in the connecting piece (106).
  • the narrow side wall (3 ') on the bottom side has an adjustment bore (29) in which the adjustment screw (110) lies and is accessible from the outside.
  • the angle projection (28) On the opposite side of the adjustment bore (29), has a semicircular recess (30) in each housing half-shell (1, 2) in which the threaded end of the adjustment screw (110) can move freely.
  • the adjustment bore (29) has an annular circumferential support groove (31) approximately in the middle of its inner wall, in which the radially projecting ring (117) is supported on the head (118) of the adjustment screw (110).
  • twisting the adjusting screw (110) thus fixed in its longitudinal axial direction tilts the area of the connecting piece (106) on the part of the connecting tab (105) by twisting around the constriction (111), whereby the two legs (112, 113) of the bimetal (101) braced against each other and the response value of the bimetal (101) is changed accordingly.
  • the adjustment screw (110) is placed through the adjustment cover (13) which can be snapped onto the housing and is designed as a cap.
  • the latter can be permanently connected to the housing, for example, by ultrasonic welding, which effectively prevents subsequent manipulation of the switch with regard to a change in the tripping nominal value.
  • the constriction (111) also represents a thermal resistance that prevents the heat required to respond to the bimetal (101) from the bimetal (101) via the connecting tab (105) and the connecting piece (106) from moving too quickly towards the counter contact ( 9 ′) flows off. A quick response and an exact adjustability of the bimetal (101) is thus achieved.
  • a first alternative design (10 ') of the bimetallic assembly is shown, in which instead of a bimetallic (101) two again approximately U-shaped bimetals (121,122) are used. These are arranged flat on one another in the manner of a sandwich construction with the interposition of an insulating layer (123).
  • One bimetal (121) is attached with its leg free end (102) to the connecting lug (5), the second bimetal (122) is welded with its leg free end (104) to the connecting tab (105).
  • the remaining leg free ends (102 ', 104') of the two bimetals (121, 122) have an inward bend (124).
  • the two bimetals (121, 122) are identically shaped, but arranged in a mirror-inverted manner, so that their bends (124) overlap one another in the installed position.
  • the corresponding insulating layer (123) is provided with a cutout (125), as a result of which the two bends (124) of the leg ends (102 ', 104') can be welded directly to one another and thus a permanent electrical and mechanical connection between the two bimetals (121,122 ′) is created.
  • the latter are therefore electrical connected in series. This results in a doubling of the current path through the bimetallic device, which means that tripping is also possible at lower nominal currents.
  • a further alternative embodiment (10 ⁇ ) of the bimetallic assembly is shown, in which two bimetals (131, 132) are used, the legs (112, 113, 112 ', 113') of which have corresponding punched-outs and a meandering course. This multiplies the current path through these two bimetals (131, 132) and consequently reduces the tripping nominal current to a fraction.
  • the two bimetals (131, 132) are arranged analogously to the bimetals (121, 122) in a so-called sandwich construction with an insulating layer (123 ') between them. Their shape is also identical and their installation position is mirror-inverted.
  • the connection of their leg free ends (102, 104) to the connecting lug (6) and to the connecting tab (105) and their leg free ends (102 ', 104') to one another is carried out analogously to the bimetals (121, 122).
  • FIG. 9 shows a further alternative embodiment (10 ′′′) of the bimetallic assembly, in which a so-called fail-safe is provided.
  • this failure protection is already known from EP-A 0 081 290.
  • the connecting piece (106 ') is separated approximately in the middle into two sections (119, 120) which are electrically connected by a thin sheet metal bridge (126).
  • the sheet-metal bridge also represents the flexible, rotatable part in the connecting piece (106 ') which corresponds to the function of the constriction (111).
  • it is a fusible conductor which is provided with several punched-out areas (127) to reduce the cross-section of the line.
  • at least the central, circular punch (127 ') is sealed with solder (128).
  • a further alternative bimetallic assembly 10 ⁇ ⁇ is shown with an improved tripping characteristic at high overcurrents.
  • the connector 5 has no plate-shaped extension 115, but a U-shaped extension 135 which flanks the U-shaped bimetal 101 laterally. This means that in a plan view of the plane of the bimetal 101, the bimetal 101 and the extension 135 are arranged substantially overlapping.
  • the free end 136 of the extension 135 is welded to the leg free end 102 of the bimetal 101.
  • the second leg-free end 104 of the bimetal 101 is welded to the connecting tab 105 of the connecting piece 106 analogously to the embodiment according to FIG. 2.
  • An L-shaped insulating layer 139 is inserted between the U-leg 137 attached to the connecting lug 5 and the U-base 138 of the extension 135 and the U-leg 113 flanked by these components and the base 114 of the bimetal 101.
  • the construction described results in the following current flow:
  • the current entering the terminal lug 5 runs over the extension 135 in the direction indicated by the arrows.
  • the current enters the latter via the connection point at the free ends 136, 102 of the extension 135 or of the bimetal 101 and runs through the bimetal 101 in the direction indicated by the arrows shown there, which are respectively opposite to the current directions in the individual sections of the extension 135 runs.
  • the stream passes over the second shear kelelle 104 of the bimetal 101 in the connector 106 and there arrives at the mating contact 9 'for the contact bridge 73rd

Landscapes

  • Breakers (AREA)
  • Thermally Actuated Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen druckknopfbetätigten Überstromschutzschalter, insbesondere einen Bordnetzschutzschalter mit Handauslösug und bimetallgesteuerter Freiauslösung mit einem durch den Druckknopf (41) betätigbaren Schaltschloß (7) und einer Bimetall-Auslösevorrichtung zur Freigabe des Schaltschlosses (7), die ein elektrisch in Reihe in den Strompfad durch den Schalter geschaltetes, selbst-beheiztes, als etwa U-förmiges Stanzteil ausgebildetes Bimetall (101) aufweist. Dessen eines Schenkelfreiende (102) ist am gehäuseinneren Ende der einen im Gehäuse fixierten Anschlußfahne (5) des Schalters befestigt. Dessen zweites Schenkelfreiende (104) ist an einem Verbindungsstück (106,106') zu einem gehäusefesten Gegenkontakt (9') befestigt. Die Basis (114) bildet das mit dem Schaltschloß kinematisch verbundene Auslenkende des Bimetalls. Zwischen dem Anschlußlappen (105) des Verbindungsstückes (106,106') für das zweite Schenkelende (104) des Bimetalls (101) und dem an den gehäusefesten Gegenkontakt angrenzenden Bereich des Verbindungsstückes (106,106') weist dieses eine Verengung (111) auf, die durch einen den plattenförmigen Zentralabschnitt des Verbindungsstückes (106,106') quer zur Plattenebene durchsetzenden Schlitz gebildet ist. Um die Verengung ist der Anschlußlappen (105) mittels Beaufschlagung des Zentralabschnittes durch eine Justierschraube (110) von der Bodenseite des Schaltergehäuses her zur Ansprechwert-Justierung des Bimetalls (101) verdrehbar.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen druckknopfbetätigten Über­stromschutzschalter und insbesondere einen Bordnetz­schutzschalter mit Handauslösung und bimetallgesteuerter Freiauslösung mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 ange­gebenen Merkmalen.
  • Derartige Überstromschutzschalter sind beispielsweise aus DE-C 21 23 765 bzw. EP-A 0 081 290 bekannt. 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.
  • Bei dem aus der US-C-36 97 915 bekannten Überstromschutz­schalter ist bereits eine Verbesserung in dieser Hinsicht gegeben. Hier sind die Anschlußfahne und der an den gehäu­sefesten Gegenkontakt angrenzende Bereich eines Verbin­dungsstückes zu dem gehäusefesten Gegenkontakt paßgenau und festsitzend in entsprechenden Lagerausnehmungen im Gehäuse gehalten. Darüber hinaus wird zur Justierung nicht das Bi­metall direkt, sondern das Anschlußstück im gehäuseinneren Bereich durch eine seitlich in das Schaltergehäuse einge­schraubte Justierschraube beaufschlagt. Um die Justierver­schiebung des gehäuseinneren Teils des Anschlußstückes zu erleichtern, ist zwischen dessen Fixierbereich am Gehäuse und dem Beaufschlagungsbereich durch die Justierschraube eine Querschnittsverringerung in Form von Vertiefungen in den seitlichen Flächen des Anschlußstückes vorgesehen.
  • Weiterhin ist aus DE-U-88 06 964.8 ein elektrischer Über­lastschalter bekannt, bei dem das streifenförmige Bimetall an einem Anschlußstück befestigt ist, das ebenfalls paß­genau und festsitzend in entsprechenden Lagerspalten im Ge­häuse gehalten ist. Dieses Anschlußstück weist eine Verlän­gerung auf, die von einer Justierschraube von der Gegen­seite des Schaltergehäuses her zur Ansprechwert-Justierung des Bimetalls beaufschlagbar ist.
  • Ausgehend von den vorstehend geschilderten Überstromschutz­schaltern nach dem Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen druckknopfbetätigten Überstrom­schutzschalter der eingangs genannten Art hinsichtlich der Justierbarkeit des Bimetalls weiter zu verbessern.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ist in den kennzeichnenden Merk­malen des Ansprüches 1 angegeben.
  • 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, die durch einen den plattenförmigen Zentralabschnitt des Verbindungsstückes quer zur Plattenebene durchsetzenden Schlitz gebildet ist. Um die Verengung ist der Anschlußlappen mittels Beaufschla­gung durch eine Justierschraube zur Ansprechwert-Justierung des Bimetalls verdrehbar. 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 Schlitzes und der Lagerung der Justier­schraube im Gehäuse. So ist der Schlitz bei einer Realisie­rung durch eine bogenförmige Ausstanzung besonders einfach sofort beim Stanzen des Verbindunsstückes mit herstellbar. Die Justierschraube ist durch ihren radial abstehenden, sich in einer Gehäusenut abstützenden Kranz an ihrem Kopf unverlierbar im Gehäuse gehalten.
  • 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 Ansprüches 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 sehr kompakt und kann im wesentlichen wie ein ein­stückiges Bimetall angeordnet und eingesetzt werden. Die Isolierlage zwischen den beiden Bimetallen schirmt letztere 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 zuverläs­ sige 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 klammerartige 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 Bimetallvor­richtung integriert.
  • 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.
  • Die Ansprüche 12 und 13 kennzeichnen eine vorteilhafte Wei­terbildung der Bimetallbaugruppe, mit der bei großen Strö­men - also insbesondere im Kurzschlußfall - ein schnelles Ansprechen der Bimetallauslösevorrichtung erzielt wird.
  • Durch die U-förmige Verlängerung des Anschlußstückes, die das U-förmige Bimetall seitlich flankiert, wird eine soge­ nannte "Stromschleife" geschaffen, bei der durch die ent­sprechende elektrische und mechanische Verbindung des Frei­endes der Verlängerung mit dem entsprechenden Schenkelende des Bimetalls der durch diese beiden Bauteile hindurch­fließende Strom in den entsprechenden Abschnitten jeweils in entgegengesetzten Richtungen verläuft. Nach den bekann­ten Gesetzen der Elektrodynamik bewirkt dies eine Abstoßung zwischen der Verlängerung des Anschlußstückes und dem Bime­tall. Da das Anschlußstück und seine Verlängerung im Ge­häuse fixiert sind, wirken die abstoßenden Kräfte voll auf das Bimetall, das somit über seine normale, erwärmungsbe­dingte Auslenkung zusätzlich und vor allem sofort mit Ein­setzen des hohen Stromes aus seiner Ruheposition in Auslö­serichtung ausgelenkt wird.
  • Durch die im Anspruch 13 angegebene Isolierlage zwischen der Verlängerung des Anschlußstückes und dem Bimetall kön­nen diese beiden Bauteile ohne Gefahr eines elektrischen Kurzschlusses besonders nah aneinander positioniert werden, so daß ein besonders hoher Abstoßungseffekt mit einer denk­bar kurzen Auslösezeit erzielt wird.
  • Es ist zu betonen, daß bei kleinen Strömen, wie sie im Überlastfall auftreten, die dynamische Wirkung der "Strom­schleife" nicht oder nur in vernachlässigbarem Umfang zum Tragen kommt. Hier bewirkt allein die erwärmungsbedingte Ausbiegung des Bimetalls die Auslösung des Überstromschutz­schalters.
  • Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile 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 Teilungsfuge zwischen den beiden Ge­häusehalbschalen 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 Ausführungsform,
    • Fig. 8 eine perspektivische Darstellung der Bimetallvor­richtung nach Fig. 7,
    • Fig. 9 eine perspektivische Darstellung einer Bimetall­vorrichtung mit integrierter Ausfallsicherung.
    • Fig. 10 eine perspektivische Darstellung einer Bimetallvorrichtung mit "Stromschleife" und
    • Fig. 11 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Bi­metallvorrichtung nach Fig. 10.
  • 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 Schmalseitenwand (3) die Druckknopfbaugruppe (4) mit ihrem Gewindehals (40) und dem darin in Druckrichtung (D) längs­verschiebbar 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 Anschluß­ fahne (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 Gewin­dehalses (40) bringbar ist und eine Verdrehsicherung für 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 (102) an den gehäuseinneren Fortsatz (103) der Anschlußfahne (5) be­festigt ist. Das zweite Schenkelfreiende (104) ist an dem hochgebogenen Anschlußlappen (105) eines Verbindungsstückes (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 (9,9′) 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 (3′) 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 sacklochartigen, 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 Ge­genlager-Formteil (44) für die zwischen diesem und dem be­tätigungsseitigen Boden (45) der Lagerausnehmung (43) ein­gespannte, schraubenfederartige Druckknopffeder (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) verlaufende, 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 (54) 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 der 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 Stützhebels (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 (15) 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 Scheitelbereich über das durch die Drehachse (70) gebildete Drehgelenk mit dem gehäuseinneren Ende (22) des Stützhebels (15) verbunden ist. Der etwa in Druckrichtung (D) verlau­fende Kontaktbrückenschenkel (72) trägt im Bereich seines Freiendes die quer zur Druckrichtung angeordnete, zur Über­brückung der 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 Durchgriffsöffnung (82) eines schwenk­bar im Gehäuse gelagerten Klinkenhebels (83) durchgreift und die andererseits endseitig in etwa quer zur Druckrich­tung (D) verlaufenden Gehäusenuten (24) lateral verschieb­bar geführt ist. Die Durchgriffsöffnung (82) weist 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 Klinkeneingriffsrichtung übergeführt, so daß die Achse (81) aus ihrer Verklinkung gelöst wird.
  • Im folgenden wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Schalters erläutert:
  • In Fig. 3 ist der Schalter in seiner Ausschaltposition ge­zeigt. Wird der Druckknopf betätigt, so läuft die Achse (55) im druckrichtungsparallelen Schenkel (18) des Lang­loches (17) entlang, bis sie auf die schräg zu dieser Rich­tung verlaufende, untere Seitenkante des Langlochschenkels (19) trifft. Ab dieser Stellung wird der Stützhebel in Druckrichtung (D) mitbewegt und gleichzeitig quer dazu be­aufschlagt. Sobald der Rastvorsprung (21) am Stützhebel (15) in Überdeckung mit der Rastausnehmung (56) 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 Stützhebels (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 (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 (15) 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 Gegen­lager-Formteil (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 Stützhebels (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 (61) trägt. Letztere grenzt den Schalterinnenraum zur Druckknopfseite hin ab und weist mittig eine der Innenöffnung der Isolierhülse (60) entspre­chende, kreisförmige Öffung (68) auf.
  • Die Isolierhülse (60) weist an ihrer den Druckknopf (41) flankierenden Innenwand einen Vorsprung (62) 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 der 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.
  • Wie bereits erwähnt, ist das im wesentlichen plattenförmige Verbindungsstück (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 bodenseitige Schmalseitenwand (3′) eine Justierbohrung (29) auf, in der die Justierschraube (110) einliegt und von außen zugänglich ist. Auf der gegenüberliegenden Seite der Justierbohrung (29) weist die Winkelanformung (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 (110) abstützt. Wie bereits angedeutet, wird durch eine Verdrehung der in ihrer Längsaxialrichtung damit festgelegten Justierschraube (110) der seitens des Anschlußlappens (105) liegende Bereich des Verbindungsstückes (106) durch eine Verdrehung um die Ver­engung (111) 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 (110) durch die auf das Gehäuse aufschnappbare, als Kappe aus­gebildete Justierabdeckung (13) aufgesetzt. 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 (111) stellt gleichzeitig einen Wärmewider­stand 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 (9′) 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 Zwischenfügung 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 seinem 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 Abwinklungen (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. Letztere sind also elek­ trisch 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 Auslöse-Nennstromes ist durch eine dünnere Ausbildung der Bimetalle möglich, wobei durch die Sandwich-Konstruktion die mechanische Sta­bilität erhalten bleibt.
  • In den Fig. 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 Ein­baulage 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 Schenkelfreienden (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 (101) 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 Ausfallsi­cherung ist vom Prinzip her bereits aus EP-A 0 081 290 be­kannt. Dazu ist das Verbindungsstück (106′) etwa mittig in zwei Teilstücke (119,120) getrennt, die durch eine 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 Bimetallvorrichtung, 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.
  • In den Fig. 10 und 11 ist eine weitere alternative Bime­tallbaugruppe 10˝˝ mit einer verbesserten Auslösecharakte­ristik bei hohen Überströmen gezeigt. Bei dieser Bimetall­baugruppe 10˝˝ weist das Anschlußstück 5′ keine plattenför­mige Verlängerung 115, sondern eine U-förmige Verlängerung 135 auf, die das U-förmige Bimetall 101 seitlich flankiert. Dies bedeutet, daß in Draufsicht auf die Planebene des Bi­metalls 101 dieses und die Verlängerung 135 sich im wesent­lichen überdeckend angeordnet sind.
  • Das Freiende 136 der Verlängerung 135 ist mit dem Schenkel­freiende 102 des Bimetalls 101 verschweißt. Das zweite Schenkelfreiende 104 des Bimetalls 101 ist analog der Aus­führungsform gemäß Fig. 2 mit dem Anschlußlappen 105 des Verbindungsstückes 106 verschweißt.
  • Zwischen dem an die Anschlußfahne 5 angesetzten U-Schenkel 137 sowie der U-Basis 138 der Verlängerung 135 und dem von diesen Bauteilen flankierten U-Schenkel 113 sowie der Basis 114 des Bimetalls 101 ist eine L-förmige Isolierlage 139 eingesetzt.
  • Durch die beschriebene Konstruktion ergibt sich folgende Stromführung: Der an der Anschlußfahne 5 eintretende Strom läuft über die Verlängerung 135 in der durch die Pfeile an­gedeuteten Richtung. Über die Verbindungsstelle an den Freienden 136,102 der Verlängerung 135 bzw. des Bimetalls 101 tritt der Strom in letzteres ein und läuft durch das Bimetall 101 in der durch die dort gezeigten Pfeile ange­deuteten Richtung, die jeweils entgegengesetzt zu den Stromrichtungen in den einzelnen Abschnitten der Verlänge­rung 135 verläuft. Der Strom tritt über das zweite Schen­ kelfreiende 104 des Bimetalls 101 in das Verbindungsstück 106 ein und gelangt dort zum gehäusefesten Gegenkontakt 9′ für die Kontaktbrücke 73.
  • Durch die erwähnten entgegengesetzten Stromrichtungen im Bimetall 101 bzw. der Verlängerung 135 stoßen sich diese beiden Teile insbesondere bei hohen Strömen stark ab. Durch die Fixierung der Anschlußfahne 5′ und ihrer Verlängerung 135 im Gehäuse wirken diese abstoßenden Kräfte also in vollem Umfang als zusätzliche dynamische Kräfte auf das Bi­metall, um dieses in Auslöserichtung auszubiegen. Dieser Effekt tritt insbesondere bei Strömen über 1000 Ampere auf. Damit wird eine besonders schnelle Abschaltzeit im Kurz­schlußfall erreicht.
  • Bei kleinen Strömen ist die dynamische Wirkung der Strom­schleifenanordnung nicht wirksam.
    • Bezugszeichen
    • 1 Gehäusehalbschale
    • 2 Gehäusehalbschale
    • 3,3′ Schmalseitenwand
    • 4 Druckknopfbaugruppe
    • 5 Anschlußfahne
    • 6 Anschlußfahne
    • 7 Schaltschloß
    • 8 Fortsatz
    • 9,9′ Gegenkontakt
    • 10,10′,10˝,10‴,10˝˝ Bimetallbaugruppe
    • 11 Arretiernase
    • 12 Auslösehebel
    • 13 Justierabdeckung
    • 14 Übertragungsschieber
    • 15 Stützhebel
    • 16 druckknopfseitiges Ende
    • 17 Langloch
    • 18 Schenkel
    • 19 Schenkel
    • 20 Rasteingriffsrichtung
    • 21 Rastvorsprung
    • 22 Ende
    • 23 Schrägvorsprung
    • 24 Gehäusenut
    • 25 Lagerspalt
    • 26 Zwischenwand
    • 27 Fixiertasche
    • 28 Winkelanordnung
    • 29 Justierbohrung
    • 30 Aussparung
    • 31 Stütznut
    • 40 Gewindehals
    • 41 Druckknopf
    • 42,42′ Nut
    • 43 Lagerausnehmung
    • 44 Gegenlager-Formteil
    • 45 Boden
    • 46 Druckknopffeder
    • 47 Abstützteil
    • 48 U-Schenkel
    • 49 U-Schenkel
    • 50 U-Basis
    • 51 Lappen
    • 52 Gehäusenase
    • 53 Führung
    • 54 Vorsprung
    • 55 Achse
    • 56 Rastausnehmung
    • 57 Zapfen
    • 58 Querwand
    • 59 Querschlitz
    • 60 Isolierhülse
    • 61 Isolierabdeckung
    • 62 Vorsprung
    • 63 Ringschulter
    • 70 Drehachse
    • 71 Kontaktbrückenträger
    • 72 Kontaktbrückenschenkel
    • 73 Kontakbrücke
    • 74 Schwenkverbindung
    • 75 Kontaktdruckfeder
    • 76 Klinkenschenkel
    • 77 Ausschaltfeder
    • 78 Freiende
    • 79 Gelenkhebel
    • 80 Freiende
    • 81 Achse
    • 82 Durchgriffsöffnung
    • 83 Klinkenhebel
    • 84 Abwinklung
    • 85 Schenkelfeder
    • 101 Bimetall
    • 102,102′ Schenkelfreiende
    • 103 Fortsatz
    • 104, 104′ Schenkelfreiende
    • 105 Anschlußlappen
    • 106,106′ Verbindungsstück
    • 107 Fortsatz
    • 108 Ausstanzung
    • 109 Gewindebohrung
    • 110 Justierschraube
    • 111 Verengung
    • 112,112′ Schenkel
    • 113,113′ Schenkel
    • 114 Basis
    • 115 Verlängerung
    • 117 Kranz
    • 118 Kopf
    • 119 Teilstück
    • 120 Teilstück
    • 121 Bimetall
    • 122 Bimetall
    • 123,123′ Isolierlage
    • 124 Abwinklung
    • 125 Aussparung
    • 126 Blechbrücke
    • 127,127′ Ausstanzung
    • 128 Schmelzlot
    • 131 Bimetall
    • 132 Bimetall
    • 133 Versteifung
    • 134 Isolierplättchen
    • 135 Verlängerung
    • 136 Freiende
    • 137 U-Schenkel
    • 138 U-Basis
    • 139 Isolierlage
    • D Druckrichtung
    • W Winkel
    • V Verklinkung

Claims (13)

1. Druckknopfbetätigter Überstromschutzschalter, insbe­sondere Bordnetzschutzschalter mit Handauslösung und bi­metallgesteuerter Freiauslösung mit
- einem durch den Druckknopf (41) betätigbaren Schalt­schloß (7), mittels dem eine Kontaktbrücke (73) be­züglich zweier gehäusefester Gegenkontakte (9,9′) in Kontaktschließ- bzw. -öffnungsstellung verbringbar ist und
- einer Bimetall-Auslösevorrichtung 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 Schenkelfreiende (102) am gehäuseinneren Ende der einen im Gehäuse fixierten Anschlußfahne (5) des Schalters befestigt ist,
-- zweites Schenkelfreiende (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, wo­bei die Anschlußfahne (5) und der an den gehäusefesten Gegenkontakt (9′) angrenzende Bereich des Verbin­dungsstückes (106,106′) paßgenau, festsitzend in ent­sprechenden Lagerausnehmungen (Fixiertasche 27, La­gerspalt 25) im Gehäuse gehalten sind,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale
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 Verbin­ dungsstückes (106,106′) weist dieses eine Verengung (111) auf,
- die durch einen den plattenförmigen Zentralabschnitt des Verbindungsstückes (106,106′) quer zur Plattenebene durchsetzenden Schlitz gebildet ist und
- um die der Anschlußlappen (105) mittels Beaufschlagung des Zentralabschnittes durch eine Justierschraube (110) von der Bodenseite des Schaltergehäuses her zur Ansprechwert-Justierung des Bimetalls (101) verdrehbar ist.
2. Überstromschutzschalter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlitz durch eine bogenförmige Ausstanzung (108) im plattenförmigen Zentralabschnitt 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 (110) 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,
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 Schenkelende (104) am Verbindungsstück befestigt sind und
- die durch eine elektrische Verbindung zwischen ihren verbleibenden, freien Schenkelenden (102′,104′) 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′,104,104′) und der Basis (114) mit klammerartigen Versteifungen (133) versehen sind, die unter Zwischenfügung entsprechender Isolier­lagen (Isolierplättchen 134) auf den genannten Bimetall­abschnitten sitzen.
9. Überstromschutzschalter nach Anspruch 1 und/oder einem der Ansprüche 4 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verbindungsstück (106′) zur Bildung des Schlitzes etwa mittig in zwei Teilstücke getrennt ist, die durch eine die Verengung bildende, dünne Blechbrücke (126) ver­bunden sind, die gleichzeitig als schmelzbarer Leiter eine Ausfallsicherung für den Schalter schafft.
10. Überstromschutzschalter nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Blechbrücke (126) zur Verringerung 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 An­spüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlußfahne (5), ein oder mehrere Bimetalle (101′,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.
12. Überstromschutzschalter nach einem der vorgenannten An­sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Anschlußstück (5′) mit einer U-förmigen Verlänge­rung (135) versehen ist, die das U-förmige Bimetall (101) seitlich flankiert und mit deren Freiende (136) das ent­ sprechende Schenkelfreiende (102) des Bimetalls (101) elektrisch und mechanisch verbunden ist.
13. Überstromschutzschalter nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem an das Anschlußstück (5′) angesetzten U-­Schenkel (137) sowie der U-Basis (138) der Verlängerung (135) und dem davon flankierten U-Schenkel (113) sowie der Basis (114) des Bimetalls (101) eine L-förmige Iso­lierlage (139) eingesetzt ist.
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