DE1115352B - Thermischer UEberstromschalter mit von Hand betaetigbarem Schaltschieber - Google Patents

Description

Es sind thermische Überstromschalter vorgeschlagen worden, die einen von Hand betätigbaren Schaltschieber aufweisen, der an seinem inneren Ende einen die Kontakte tragenden beweglichen Querarm trägt, welcher durch Federkraft mit einer Verklinkungsvorrichtung in Verbindung steht, wobei die Verklinkungsvorrichtung bei geschlossener Kontaktstrecke unter starker Haltekraft, dagegen bei sich öffnender Kontaktstrecke mit nur schwacher Haltekraft in Verklinkung mit dem Schaltschieber gehalten wird, so daß letzterer dann durch die Kraft einer Vorspannfeder ausgeschoben wird, während andererseits auch bei geschlossener Kontaktstrecke der Schaltschieber gegen die dann starke Haltekraft der Verklinkungsvorrichtung von Hand ausschiebbar ist. Derartige Überstromschalter haben den Vorteil, daß bei Betätigung des Schaltschiebers von Hand die Einstellung des stromempfindlichen Auslösegliedes des Überstromschalters nicht mitbetätigt wird, was deswegen vorteilhaft ist, weil die genannten Auslöseglieder sehr genau eingestellt sein müssen und auch nur der geringste Verschleiß derselben, der durch die Handbedienung bedingt sein könnte, die Einstellung der Auslöseglieder ändern könnte.

Die Erfindung bezweckt, einen Überstromschalter der vorstehend erörterten Art von Schwankungen der Umgebungstemperatur unabhängig zu machen; die genannten Auslöseglieder sind sogenannte Bimetallstreifen, die von dem zu überwachenden Strom durchflossen werden, und die Streifen unterliegen daher auch bei Änderungen der Umgebungstemperatur Verbiegungen.

Es ist bekannt, bei Schaltern mit thermischer Überstromauslösung zwei mechanisch miteinander verbundene temperaturabhängige Organe, die je aus mehreren Metallen bestehen, vorzusehen, so daß die durch Schwankungen der Umgebungstemperatur bedingten Durchbiegungen des einen Organs durch die Durchbiegungen des anderen Organs kompensiert werden.

Die Erfindung sieht vor, bei Überstromschaltern mit von Hand betätigbarem Schaltschieber die bekannte Anordnung so auszubilden, daß der schwenkbare Querarm durch eine unter der Kraft einer Vorspannfeder stehenden Sperrklinke in der Kontaktschlußstellung gehalten wird und an der Sperrklinke ein vom freien Ende bis über die Lagerstelle derselben hinausreichender Bimetallstreifen angeordnet ist und dieser Bimetallstreifen mit einem aus zwei gegensinnig wirkenden Bimetallabschnitten bestehenden Bimetallstreifen zusammenwirkt, der in seinem dem Festpunkt benachbarten Abschnitt von dem zu

Thermischer Überstromschalter
mit von Hand betätigbarem Schaltschieber

Anmelder:

Mechanical Products Inc.,
Jackson, Mich. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. phil. G. B. Hagen, Patentanwalt,
München-Solln, Franz-Hals-Str. 21

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 21. Februar 1958

Richard C. Ingwersen, Jackson, Mich. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

überwachenden Strom durchflossen ist und als die Sperrklinke betätigendes Organ wirkt.

Dadurch, daß zur Kompensation des Einflusses der Außentemperatur drei Bimetallstreifen verwendet werden, wird, was für die zugrunde gelegte Gesamtkonstruktion wichtig ist, eine günstige Raumausnutzung gewährleistet; wird nämlich die Kompensation des Einflusses der Raumtemperatur nur durch zwei entgegengesetzt angeordnete Bimetallstreifen erzielt, so müssen die beiden Streifen die gleiche Längsausdehnung haben. Im vorliegenden Fall kann der stromdurchflossene Bimetallstreifen U-förmig ausgebildet sein, was eine starke Durchbiegung bei geringem Raumbedarf sicherstellt, und die beiden zusätzlichen Bimetallstreifen können dann im Zusammenwirken die Temperaturkompensation bedingen, wobei jeder Streifen für sich nur von geringerer Ausdehnung zu sein braucht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im einzelnen dargestellt. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt, der teilweise gebrochen dargestellt ist, eines erfindungsgemäßen Überstromschalters,

Fig. 2 einen Querschnitt der in Fig. 1 gezeigten Anordnung, wobei die Schnittlinie in Fig. 1 mit der Linie 2-2 bezeichnet ist,

Fig. 3 einen Längsschnitt, teilweise in Draufsicht wiedergegeben, einer in Fig. 1 wiedergegebenen. Anordnung, wobei der Stromunterbrecher in seiner Unterbrechungsstellung dargestellt ist.

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Der dargestellte Überstromschalter besteht aus ,. Kraft gepreßt, so daß der untere Teil 39 des stempel-

einem Gehäuse 10, welches aus Kunststoff 'od. dgl. förmigen Teiles in seiner eingeschobenen Stellung

gepreßt sein kann. Das Gehäuse besteht aus zwei gehalten wird. Wenn indessen die Ausgleichsfeder Halbteilen, die in geeigneter Weise, beispielsweise. 48 entlastetest, klinkt die Klinke 54 leicht aus der

mittels Schrauben 14, zusammengefügt sind. Eine 5 Kerbe 56 aus, und es kann der Teil 39 nach außen Vorderplatte 16 schließt· das-Gehäuse ab und trägt- bewegt-werden. ■

einen kragenförmigen Teil 18, durch welchen sich Die Klinke 54 paßt fernerhin in eine Kerbe 58, die ein in Form eines Stempels ausgebildeter Betätigungs- an dem inneren Teil 38 der stempelartig ausgebildeten griff 20 erstreckt. Zwei Klemmen 22 und 24 sind in Anordnung vorgesehen ist und die letztere in ihrer dem Gehäuse 10 vorgesehen und erstrecken sich 10 eingedrückten Stellung hält, wenn der Schalter gedurch dasselbe hindurch, so daß eine Anschluß- schlossen ist. Der innere Teil 38 wird durch die Kraft möglichkeit an einen Außenstromkreis. gewährleistet der Ausgleichsfeder 48 nach außen gezogen, indem ist. Die linke Klemme 22 trägt einen-ersten festen letztere einen Zug auf den Hebel 34 und den die Kontakt 26. Ein zweiter fester Kontakt 28 ist im Ab- Kontakte tragenden Arm 36 ausübt. Wenn die Ausstand in dem Gehäuse vorgesehen und steht über 15 gleichsfeder entlastet wird, rastet die Klinke 54 aus weitere Schaltelemente des Stromkreises mit einer der Kerbe 58 des oberen Teiles aus in Anbetracht zweiten Klemme 24 in Verbindung. Zwei bewegliche des toten Ganges des unteren Teiles 39, so daß, wenn Kontakte 30 sind auf einer elektrisch leitenden die inneren Enden der Schlitze 43 gegen die Stifte 41 Brücke 32 angeordnet, und können den beiden festen wirken, der innere Teil 38 zusammen mit dem äuße-Kontakten 26 und 28 genähert werden oder von 20 ren Teil 39 sich nach außen bewegen kann und so ihnen entfernt werden. Der elektrische Stromkreis, die zur Öffnung des Schalters erforderliche Bewegung welchem die Klemmen 22 und 24 angehören, ist ge- ausführt.

schlossen, wenn das bewegliche Kontaktorgan nach Das Ende des die Kontakte tragenden Armes 36, oben bewegt wird und den Kontakt mit den festen welches auf der anderen Seite der Kontakte liegt, Kontakten 26 und 28 bewirkt; der Stromkreis wird 35 wird durch eine Sperre 40 gehalten, die auf einem durch die beweglichen Kontakte 30 und die Brücke schwenkbaren Hebel 42 angeordnet ist, der an dem 32 vervollständigt. Wenn die beweglichen Kontakte Gehäuse 10 angelenkt ist. Eine zusätzliche Feder 62 30 von den festen Kontakten 26 und 28 entfernt befindet sich zwischen dem äußeren Ende des Sperrwerden, ist der Stromkreis zwischen den Klemmen 22 hebeis 42, und zwar im Gegenuhrzeigersinn ange- und 24 geöffnet. 30 ordnet (Fig. 1 und 2). Auf diese Weise wird das

Die Anwendung von zwei Paaren von Kontakten Sperrorgan 40 in Sperrwirkung mit dem die Kontakte

verringert bei gegebenem Öffnungsweg die Gefahr tragenden Arm 36 gehalten.

der Lichtbogenbildung an den Kontakten 30. Es Wenn sich das Sperrorgan 40 nach rechts dreht

kann daher bei gegebener Schaltergröße eine höhere (Fig. 1), und zwar so weit, daß der die Kontakte tra-

Spannungssicherheit erreicht werden. ' 35 gende Arm 36 freigegeben wird, so kann der Arm 36

Die Brücke 32 ist an dem einen Ende eines kurzen, sich frei im Gegenuhrzeigershin um seine Drehachse schwenkbaren Hebelarmes 34 befestigt, der schwenk- drehen unter der Wirkung der Ausgleichsfeder 48. bar an einen die Kontakte tragenden Hebelarm 36 Sobald der die Kontakte tragende Arm 36 sich hinbefestigt ist. Der Arm 36 ist an dem inneren Teil 38 reichend weit gedreht hat, gleitet die schräg ander Stempelanordnung 20 angelenkt, dergestalt, daß 40 laufende Flanke der Kerbe 46 an der Klinke 54 enteine hi der Vertikahichtung erfolgende Hin- und lang, und zwar in einer von der Anordnung 20 ab-Herbewegung in dem Gehäuse 20 möglich ist. Die gewendeten Richtung, so daß die stempeiförmige Stempelanordnung20 umfaßt eineninnerenTeil38und Anordnung mit dem die Kontakte tragenden Arm 36 einen äußeren Teil 39, die sich gegenseitig über- von der Hauptfeder 44 zurückgezogen wird. Die Anlappen und miteinander durch einen Stift und einen 45 Ordnung ist derart, daß die Klinke 54 nicht nur im Schlitz verbunden sind. Die Stifte 41 sind an dem Rahmen der vorstehend erörterten Wirkungsweise inneren Teil 38 vorgesehen und erstrecken sich durch nach außen geschoben werden kann, sondern auch Längsschlitze 43 an dem äußeren Teil 39. durch Handbetätigung, indem an dem Knopf 55, der

Der äußere Teil 39 wird durch eine Feder 44 nach sich am Ende des äußeren Teiles 39 befindet, gezogen

außen gepreßt, welche zwischen einem festen Wand- 50 wird. Wenn der Schalter sich in seiner geöffneten

teil 46 des Gehäuses und einem Führungsglied 45 Stellung befindet, befinden sich die verschiedenen

wirkt; das Führungsglied ist in der Nähe des äußeren Teile in einer Stellung, wie sie in Fig. 3 dar-

Endes des Teiles 39 befestigt. Eine Klinke 54 steht gestellt ist.

unter der Kraft einer Feder und greift in eine Kerbe DieÜberstromauslösung umfaßt zwei aus mehreren

56 an der einen Kante des Außenteiles 39 ein: auf 55 Metallen bestehende, thermisch empfindliche Organe

diese Weise wird normalerweise der äußere Teil 39 66 und 68, die mit entgegengesetzter Ausbiegungs-

gegen die Kraft der Hauptfeder 44 in seiner ein- richtung an ihren Enden miteinander verbunden

geschobenen Stellung gehalten. Die Klinke 54 ist an sind. Das erste Organ 66 ist U-förmig, so daß es eine

einem in semer Mitte schwenkbar gelagerten Hebel hohe Durchbiegung bei möglichst geringem Raum-

52 befestigt, und das äußere Ende desselben ist an 60 bedarf ergibt und ist an die zweite Klemme 24 an-

das eine Ende einer Zugfeder 48 angelenkt, die als gelötet. Es ist so angeordnet, daß es bei Zunahme

Ausgleichsfeder zu bezeichnen ist. Diese Feder wird der Temperatur sich öffnet. Das zweite, aus mehreren

zwischen dem Hebel 34 und dem Hebel 52 der Metallen bestehende Organ 68 ist an das erste Organ

Klinke gespannt gehalten. angesetzt, indem es an das freie Ende des erst-

Wenn die Schalteranordnung sich in der geschlos- 65 genannten Organs 66 angelötet oder sonst in ge-

senen Stellung befindet, wie das in Fig. 1 dargestellt eigneter Weise an demselben befestigt ist. Das freie

ist, ist die Ausgleichsfeder 48 gespannt, und es wird Ende 70 bewegt sich in den Zeichnungen nach rechts,

die Klinke 54 in die Kerbe 56 mit hinreichender wenn die Temperatur steigt.

Das zweite Organ 68 kompensiert zu einem Teil die Durchbiegungen des ersten Organs 66, die sich infolge von Schwankungen der Außentemperatur ergeben. Wenn das erste Organ 66 sich nach links bewegt, bewegt sich das zweite Organ 68 nach rechts, und die Bewegung des freien Endes 70 des zweiten Organs 68 ist geringer, als sie sein würde, wenn das zweite Organ 68 nicht auf Temperaturunterschiede ansprechen würde oder in anderer Weise angeordnet wäre. Die Kompensation ist nicht vollständig, da die Hebelwirkung einen größeren Weg des freien Endes 70 in bezug auf das erste Organ 66 bedingt, als durch Anwendung des zweiten Organs kompensiert werden kann.

Daher ist als zusätzliche Kompensation ein drittes, aus mehreren Metallen bestehendes, auf Temperaturschwankungen ansprechendes Organ 72 vorgesehen, welches an dem einen Ende des Sperrhebels 42 angeordnet ist; das freie Ende dieses Organs befindet sich in der Nähe des freien Endes 70 des zweiten temperaturempfindlichen Organs 68. Das auf Temperaturschwankungen ansprechende dritte Organ 72 besitzt an seinem Ende einen Puffer 74, der mit dem zweiten temperaturempfindlichen Organ 68 zusammenwirkt. Das Element 72 ist so angeordnet, daß sein freies Ende sich nach links in den Zeichnungen bewegt, wenn eine Zunahme der Temperatur stattfindet.

Das erstgenannte Organ 66 ist so ausgebildet, daß es den die Erwärmung tragenden Strom führt, und das zweite und das dritte Organ 68 bzw. 72 sind so angeordnet, daß eine Kompensation des Einflusses der Temperaturschwankungen der Umgebung auf das erste Organ 66 stattfindet. Wenn das freie Ende 70 des zweiten Organs sich nach links bewegt und den Puffer 74 mit verschiebt, wird der Sperrhebel 42 im Uhrzeigersinn gedreht, und dementsprechend findet eine Freigabe des die Kontakte tragenden Armes 36 an der Sperrschulter 40 statt, so daß der Öffnungsvorgang des Schalters beginnt.

Der elektrische Stromkreis von dem zweiten festen Kontakt 28 führt über eine Schiene 76 und eine biegsame Leitung 78 zu dem einen Ende des ersten temperaturempfindlichen Organs 66 und sodann durch das genannte Organ 66 zu der Klemme 24. Das erste Organ 66 der drei temperaturempfindlichen Organe 66, 68 und 72 ist das einzige, durch welches der Strom in der Anordnung fließt. Bei Überstrom schwenkt das erste temperaturempfindliche Organ 66 das zweite Organ 68 in Berührung mit dem Puffer 74, und dieser und die Sperrklinke 42 werden im Uhrzeigersinn geschwenkt, so daß die Schulter 40 von dem die Kontakte tragenden Arm 36 entfernt wird. Das zweite temperaturempfindliche Organ 68 wirkt dabei als Hebel und verstärkt die Bewegung des freien Endes des erstgenannten Organs 66, so daß ein verhältnismäßig großer Weg des Sperrhebels 42 folgt. Schließlich wird die Schulter 40 vollständig außer Hemmung mit dem Arm 36 gebracht, so daß dieser freigegeben ist.

Der Stromwert, bei welchem die Unterbrechung des Schalters stattfindet, kann durch die Ernstellschraube 80 verändert werden, deren Kopf in einem Schlitz na dem Gehäuse 10 zugänglich ist. Die Schraube wirkt auf die Ausgangsklemme 24. Die Schraube 80 kann so gedreht werden, daß der Arm der Klemme 24 zusammen mit den temperaturempfindlichen Organen 66 und 68 mehr zu dem Sperrhebel 42 hin- oder von demselben wegbewegt werden. Auf diese Weise kann die für das Auslösen der Vorrichtung erforderliche Durchbiegung des ersten temperaturempfindlichen Organs eingestellt werden.

Die Anordnung kann innerhalb eines verhältnismäßig weiten Temperaturbereiches mit hoher Genauigkeit eingestellt werden.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Thermischer Überstromschalter mit von Hand betätigbarem Schaltschieber, der an seinem inneren Ende einen die Kontakte tragenden schwenkbaren Querarm trägt, welcher durch Federkraft mit einer Verklinkungsvorrichtung in Verbindung steht und bei geschlossenen Kontakten die Verklinkungsvorrichtung unter starker Haltekraft, dagegen bei sich öffnenden Kontakten dieselbe mit nur schwacher Haltekraft in Verklinkung mit dem Schaltschieber hält, so daß letzterer durch die Kraft einer Vorspannfeder ausgeschoben wird, wobei auch bei geschlossenen Kontakten der Schaltschieber gegen die Haltekraft der Verklinkungsvorrichtung ausschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der schwenkbare Querarm (36) durch eine unter der Kraft einer Vorspannfeder (62) stehende Sperrklinke in der Kontaktschließstellung gehalten wird und an der Sperrklinke (42) ein vom freien Ende bis über die Lagerstelle derselben hinaus reichender Bimetallstreifen (72) angeordnet ist, der mit einem aus zwei gegensinnig wirkenden Bimetallabschnitten (66, 68) bestehenden Bimetallstreifen zusammenwirkt, wobei der letztere in seinem dem Festpunkt benachbarten Abschnitt (66) von dem zu überwachenden Strom durchflossen ist und als die Sperrklinke (42) betätigendes Organ wirkt.

2. Überstromschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der teilweise stromdurchflossene Bimetallstreifen (66, 68) mit seinem festen Ende an einer mittels Einstellschraube (80) einstellbaren Stromschiene (24) angeordnet ist.

3. Überstromschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Strom durchflossene Abschnitt (66) des aus zwei Abschnitten bestehenden zusammengesetzten Bimetallstreifens (66, 68) U-förmig gebogen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 837 864, 571530; österreichische Patentschrift Nr. 119 407; französische Patentschrift Nr. 1125 155; USA.-Patentschriften Nr. 2 656440, 2 656437, 1954588.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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