DE1440737C - Uberstromschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Überstromschalter mit in einem Schaltergehäuse angeordneten festen Kontaktstücken, mit diese überbrückenden beweglichen Kontaktstücken und mit einem die beweglichen Kontaktstücke entgegen der Kraft einer Feder in Schließlage haltenden Klinkenmechanismus, der durch ein stromdurchflossenes Bimetallelement auslösbar ist.

Ein derartiger Uberstromschalter ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 670 489 bekannt. Bei diesem Schalter sitzt ein Bimetallstreifen an einem von einer Feder belasteten Träger und greift mit einer Sperrnase hinter einen Vorsprung. Die Kraft der Feder kann den als Auslöseglied dienenden Bimetallstreifen erst dann verschieben und somit den Strom erst dann unterbrechen, wenn sich der Bimetallstreifen durch eine unzulässige Erwärmung derart verformt hat, daß seine Sperrnase von dem Vorsprung weggezogen wird.

Dieser Überstromschalter ist kompliziert aufgebaut .und weist außer einem Einschaltdruckknopf noch einen besonderen Auslösedruckknopf auf. Ferner ist die Sicherung gegen ein ungewolltes Auslösen der Verklinkung beim Auftreten von Erschütterungen nur unzureichend.

Ferner kennt man Feinsicherungspatronen, insbesondere für Fernamtsleitungen, die in der deutschen Auslegeschrift V 10 467 VIII b/21 c, bekanntgemacht am 20. Dezember 1956, beschrieben sind und zur Unterbrechung des Stromkreises eine eingespannte Wendel aus Thermo-Bimetall aufweisen. Bei Erwärmung dreht sich die Wendel auf und läßt einen Sperrbolzen ausklinken, so daß der Stromkreis unterbrochen wird.

Aus der deutschen Auslegeschrift W 13101 VIIIb/ 21c (bekanntgemacht am 12. 1. 1956) ist eine weitere elektrische Feinsicherung mit thermischer Überstromauslösung durch einen Bimetallstreifen bekannt, der nicht selbst von dem Betriebsstrom durchflossen wird, sondern einen federbelasteten, als Stift ausgebildeten Leiter wendelförmig sowie formschlüssig umgibt. Bei einer unzulässigen Temperaturerhöhung des Leiters erwärmt sich auch der eng an ihm anliegende Bimetallstreifen und dehnt sich dabei etwas aus, so daß durch die Kraft der Feder der Leiter so weit verschoben werden kann, daß eine Unterbrechung des Stromkreises eintritt. Für eine erneute Ingebrauchnahme muß diese bekannte Feinsicherung auseinandergenommen, neu eingestellt und sodann wieder zusammengebaut werden. Vielfach genügt es zwar auch, den stiftförmigen Leiter in das Innere der Wendel des Bimetallstreifens hineinzudrücken, wozu jedoch in geeigneter Weise der Stromkreis an einer anderen Stelle unterbrochen werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

Überstromschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei kleiner und gedrängter Bauweise, wie sie beispielsweise in den elektrischen Bordanlagen von Flugzeugen vorkommen, eine sichere und erschütterungsfeste Verklinkung gewährleistet.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß ein wendelförmig ausgebildetes Bimetallelement als Druckteil zwischen den beweglichen Kontaktstücken und einer Schließvorrichtung des Klinkenmechanismus angeordnet ist und daß das freie Ende des Druckfingers des Bimetallelementes zur Auslösung des Schalters in einen Schlitz in der Schließvorrichtung eintritt.

Durch die Ausbildung des Bimetallelementes als wendeiförmiges, in axialer Richtung wirkendes Druckteil wird erreicht, daß die Kontaktstücke gegen die Wirkung der Feder für die Kontakttrennung auch dann im Eingriff miteinander bleiben, wenn starke Erschütterungen auftreten.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung nach dem Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Überstromschalter, bei dem die einzelnen Teile des Schalters auseinandergezogen dargestellt sind,

F i g. 2 einen vertikalen Axialschnitt, teilweise in Seitenansicht, der den zusammengesetzten Schalter nach F i g. 1 in der Emschaltstellung wiedergibt,

F i g. 3 einen vertikalen Axialschnitt, teilweise in Seitenansicht, jedoch in der geöffneten Stellung des Schalters,

F i g. 4 einen vertikalen Axialschnitt, teilweise in Seitenansicht, nach Linie 4-4 der Fig. 2,

F i g. 5 einen vertikalen Längsschnitt, teilweise in Seitenansicht, nach Linie 5-5 in F i g. 3,

F i g. 6 einen vertikalen Axialschnitt, teilweise in Seitenansicht, nach Linie 6-6 der F i g. 5,

Fig. 7 eine Schnittansicht nach Linie 7-7 der Fig. 2,

F i g. 8 eine Schnittansicht nach Linie 8-8 der Fig. 2.

In den F i g. 1 bis 8 ist eine Ausführungsform des Schalters nach der Erfindung dargestellt, die im wesentlichen eine zylindrische Gestalt 10 aufweist und ein kreiszylindrisches Gehäuse 12 aus plastischem Material oder aus einem geeignetem Metall, wie z. B. Aluminium, besitzt. An dem einen Ende befindet sich ein Schraubstöpsel 14 aus Isolierstoff, der in das Unterteil des Gehäuses 12 eingeschraubt ist. Dieser Schraubstöpsel 14 trägt feste Kontaktstücke 18 und durch diesen nach außen ragende elektrische Leiter 20. Am oberen Ende befindet sich ein Schraubstöpsel 16, der in das Gehäuse 12 eingeschraubt wird.

Der Schraubstöpsel 14 besitzt eine in axialer Richtung verlaufende ringförmige Wandung 22, die in einem kleinen Abstand von dem äußeren Gehäuse 12 nach¹ innen liegt und eine querverlaufende Trennwand 24 aufweist, die den Raum innerhalb der Wandung 22 in zwei Fächer teilt, in denen die Kontaktstücke 18 angeordnet sind.

Ein Paar beweglicher Kontaktstücke 26 ist an entsprechenden Kontaktträgern 28 befestigt, die mit Hilfe von Zapfen 32 drehbar an einer Schaltbrücke 30 angelenkt sind. Die Schaltbrücke 30 trägt an ihren Seiten ein Paar nach oben gerichtete Ansätze 34, die in entsprechenden Nuten 36 in der Innenwand des zylindrischen Gehäuses 12 gleiten können, so daß sich die Schaltbrücke 30 innerhalb des Gehäuses 12 gleitend bewegen kann. .

Auf den Kontaktträgern 28 sind radial nach außen ragende Finger 38 vorgesehen, an denen ein Nebenschlußring 40 angreift, der von einem Ende einer Feder 42 für die Trennung der Kontaktstücke gegen diese Finger 38 gedrückt wird. Das andere Ende der Feder 42 ist um die Wandung 22 herumgelegt und stützt sich auf dem Schraubstöpsel 14 ab. Die Feder 42 ist eine starke Druckfeder, die in der geöffneten Stellung des Schalters nach den F i g. 3, 5 und 6 die beweglichen Kontaktstücke 26 im Abstand von den festen Kontaktstücken 18 hält.

Ein Bimetallelement 44 hat die Form einer Wendel und ist in axialer Richtung in dem Gehäuse 12 untergebracht. Mit seinem unteren Ende ist das Bimetallelement 44 an der Schaltbrücke 30, beispielsweise mit Hilfe eines querverlaufenden Stiftes 46 befestigt. Das untere Ende des Bimetallelements 44 ist elektrisch an einen der Kontaktträger 28 mit Hilfe eines biegsamen Leiters 48 angeschlossen, während das obere Ende des Bimetallelements 44 elektrisch mit dem anderen Kontaktträger 28 mit Hilfe eines zweiten „biegsamen Leiters 50 verbunden ist.

Das Bimetallelement 44 trägt an seinem oberen Ende einen radial nach außen gerichteten Druckfinger 52.

Befindet sich der Schalter im geschlossenen Zustand, dann fließt ein Strom durch den Schalter hindurch von einem der außenliegenden Leiter 20 über das zugehörige feste Kontaktstück 18 und das bewegliche Kontaktstück 26 und von dort durch die entsprechenden Kontaktträger 28 durch einen der biegsamen Leiter 48, 50 und von dort durch das wendeiförmige Bimetallelement 44, von wo aus er schließlich durch den anderen biegsamen Leiter 48 oder 50 zu dem anderen Kontaktträger 28 und von dort über das entsprechende bewegliche Kontaktstück 26 und das feste Kontaktstück 18 zu dem anderen außenliegenden Leiter 20 fließt.

Ein Teil des Stromes, der durch den Schalter fließt, wird an dem Bimetallelement 44 vorbeigeleitet. Dieser Anteil des Stromes fließt unmittelbar von einem der Kontaktträger 28 über den Nebenschlußring 40 zu dem anderen Kontaktträger. Somit ist es möglich, die Empfindlichkeit des Schalters zu ändern, wenn man Nebenschlußringe 40 mit verschieden großen Widerstandswerten benutzt, so daß ein mehr oder weniger starker Strom durch das Bimetallelement 44 fließt. :

Die Anordnung der Kontaktstücke am unteren Ende des Schalters ist deshalb gewählt worden, um die nach öffnung der Kontaktstücke auftretenden und sich ausdehnenden Gase des Lichtbogens in axialer Richtung von den Kontaktstücken abzuleiten, so daß sich eine starke Blaswirkung der Gase ergibt und damit eine Abkürzung der Lichtbogendauer. Die Lichtbogenbildung wird außerdem durch die Benutzung des wendeiförmigen Bimetallelementes 44 verringert, dessen unteres Ende in der Nähe der Kontaktstücke liegt. Dabei haben Stoßströme durch das Bimetallelement 44 nach öffnung der Kontaktstücke ein starkes magnetisches Feld in der Nähe des unteren Endes des Bimetallelements zur Folge, welches die Lichtbogen in axialer Richtung von den Kontaktstücken abzieht.

Im oberen Teil des zylindrischen Gehäuses 12 ist

eine Schließvorrichtung 54 gleitbar angeordnet. Sie besteht aus.einem rohrförmigen oberen Teil 56 mit einer Bohrung 58. Dieser rohrförmige obere Teil 56 kann in einer axialen Bohrung 60 in dem oberen Schraubstöpsel 16 gleiten, dessen einer Flansch 62 radial in das Innere der Bohrung 60 ragt, so daß eine Verriegelungsschulter 64 entsteht, an welche sich mit Reibung eine Sperrklinke 98 anlegt.

Die Schließvorrichtung 54 besitzt eine ringförmige Verbreiterung 66, die mit dem rohrförmigen oberen Teil 56 aus einem Stück besteht und in dem Gehäuse 12 untergebracht ist. Sie weist eine nach unten ragende Verlängerung 68 mit etwas kleinerem Durch-

Ende des rohrförmigen Teils 56 der Schließvorrichtung 54 mit Hilfe eines Stiftes 100 gelagert, so daß die Sperrklinke 98. sich zusammen mit der Schließvorrichtung 54 nach oben und unten bewegt. Eine Relativbewegung zwischen der Betätigungsstange 82 und dem Teil 56 ist trotz des Vorhandenseins des Stiftes 100 möglich, weil sich der Stift 100 in der Betätigungsstange 82 in einem axial verlaufenden Schlitz 102 bewegt.

Ein weiterer Stift 104 ist so auf der Betätigungsstange 82 angebracht, daß er durch den axial verlaufenden Schlitz 96 hindurchgreift. Dieser Stift 104 bewegt sich auch durch einen Schlitz 106 der Sperrklinke 98. Der Schlitz 106 ist unter einem spitzen

messer und eine Bohrung 70 auf, die einen wesentlich
größeren Durchmesser hat als die Bohrung 58 in dem 15 Winkel relativ zu der Achse der Betätigungsstange 82 rohrförmigen oberen Teil 56. Die Verlängerung 68 geneigt, so daß eine Abwärtsbewegung der Betätigungsstange 82 relativ zu dem Teil 56 die Sperrklinke 98 nach außen durch den Schlitz 94 hindurch in eine Lage verschwenkt, in welcher die Sperrklinke 98 an 20 der Schulter, die der Flansch 62 am oberen Ende des Schraubstöpsels 16 bildet, anliegen kann (Fig. 4). Eine Aufwärtsbewegung der Betätigungsstange 82 innerhalb des Teils 56 verschwenkt die Sperrklinke 98 in die in F i g. 5 gezeichnete Stellung nach innen.

Um den Schalter aus der geöffneten Stellung (F i g. 3, 5 und 6) in die geschlossene Stellung (F i g. 2 und 4) zu bringen, braucht man nur das Handbetätigungsorgan 84 von Hand nach unten bzw. relativ zu dem Gehäuse 12 nach innen und damit die Betäti-

hat eine breite axiale öffnung 72 und die Verbreiterung 66 hat einen engeren axial verlaufenden Schlitz 74. Dabei entsteht an der Verbreiterung 66 eine Schulter 76.

In der geöffneten Stellung des Schalters befindet sich der obere Teil des Bimetallelements 44 axial im Innern der Verlängerung 68 und der Druckfinger 52 ragt durch die öffnung 72 in der Verlängerung 68 hindurch (Fig. 3 und 5). In jder geöffneten Stellung des Schalters übt also die ringförmige Verbreiterung 66 der Schließvorrichtung 54 keinen nach unten gerichteten Druck auf den Druckfinger 52 des Bimetallelements 44 aus, so daß die Feder 42 für die Öffnung

der Kontaktstücke diese in der geöffneten Stellung 30 gungsstange 82 und die Schließvorrichtung 54 selbst hält. In der eingeschalteten Stellung des Schalters ist ebenfalls nach unten zu drücken, wobei die nach undie Schließvorrichtung 54 ein beträchtliches Stück ten gerichtete Kraft auf den rohrförmigen oberen Teil von dem oberen Gewindestöpsel 16 nach unten ge- 56 der Schließvorrichtung 54 über den Stift 104 und schoben (F i g!^2 und 4), und der Druckfinger 52 liegt die Sperrklinke 98 wirkt. Das Handbetätigungsorgan an der Schulter 76 an der ringförmigen Verbreiterung 35 84 bewegt sich also nach unten, bis die Sperrklinke 66 an, so daß das Bimetallelement 44 die Kontakt- 98 in radialer Richtung nach außen unter den stücke gegen die Kraft der Feder 42 geschlossen hält. Flansch 62 des Stöpsels 16 gedrückt wird, so daß sie Die obere Grenze für die Bewegung der Schließ- in Reibungseingriff mit der Verriegelungsschulter 64 vorrichtung 54 im Gehäuse 12 wird durch eine · kommt. Dabei stützt sich die Schulter 76 der Schließ-Fläche 77 an der ringförmigen Verbreiterung 66 mit 40 vorrichtung 54 an dem Druckfinger 52 des Bimetallder nach unten gerichteten Fläche 78 des oberen elements 44 ab und drückt das Bimetallelement 44 Schraubstöpsels 16 gebildet. . und die beweglichen Kontaktstücke 26 gegen die

Ein Stehbolzen 79 ist in den oberen Schraubstöpsel Kraft der Feder 42 nach unten und bewirkt damit die 16 eingeschraubt und ragt durch eine axiale Bohrung Schließung der Kontaktstücke. Die Kraft der Feder 80 in der Verbreiterung 66 der Schließvorrichtung 54 45 42, welche die Trennung der Kontaktstücke bewirkt, hindurch und verhindert auf diese Weise jede Dre- wird dabei über das Bimetallelement 44, über die

Schließvorrichtung 54 und den Zapfen 100 auf die Sperrklinke 98 übertragen und führt damit zum Reibungseingriff der Sperrklinke 98 mit der Verriegelungsschulter 64 und damit zur Verriegelung des Schalters.

Zur Ausschaltung des Schalters von Hand braucht man nur das Handbetätigungsorgan 84 nach oben zu ziehen, wodurch der Stift 104 sich relativ zu der

in einer nach oben ragenden Hülse 86 am oberen 55 Sperrklinke 98 nach oben bewegt und die Sperrklinke Ende des Schraubstöpsels 16 auf- und abwärts glei- 98 sich von der Verriegelungsschulter 64 löst, woten. Es besitzt innen eine Ausnehmung 88, in welcher durch der Schalter ausgelöst wird,
das obere Ende einer Auslösefeder 90 untergebracht Der Schalter wird selbsttätig ausgeschaltet, wenn

ist. Diese Feder ist eine wendeiförmige Druckfeder, ein Überstrom durch das Bimetallelement 44 fließt, die mit ihrem unteren Ende auf eine nach oben 60 In diesem Fall wird der Druckfinger 52 des Bimetallschauende ringförmige Schulter 92 am oberen Ende elements 44 von der Schulter 76 an der Schließvordes Schraubstöpsels 16 drückt. richtung 54 wegbewegt. Dabei wird die Druckkraft

In der Wand des rohrförmigen oberen Teils 56 be- der Feder 42 schlagartig von dem Bimetallelement 44 findet sich ein axial verlaufender Schlitz 94 und in weggenommen und damit auch von der Schließvor-Ausrichtung mit diesem liegt ein axial gerichteter 65 richtung 54, wodurch die nach oben gerichtete Kraft Schlitz 96, der durch die Betätigungsstange 82 hin- der Auslöscfeder 90 auf das Handbetätigungsorgar durchgeht. Die Sperrklinke 98 liegt in den axialen 84 und die Betätigungsstange 82 den Stift 104 zurr Schlitzen 94 und 96, und ist drehbar am unteren Herausschwenken der Sperrklinke 98 von der Verrie-

hung der Schließvorrichtung 54 im Gehäuse, ermöglicht es aber andererseits, daß die Schließvorrichtung sich in axialer Richtung innerhalb des Gehäuses gleitend bewegt.

Eine Betätigungsstange 82 für Handbetrieb gleitet in der axialen Bohrung 58 der Schließvorrichtung 54. Auf das obere Ende der Betätigungsstange ist ein Handbetätigungsorgan 84 aufgeschraubt. Dieses kann

gelungsschulter 64 weg bewegt, wodurch der untere Teil des Schlitzes 102 in der Betätigungsstange 82 mit dem Stift 100 in Eingriff kommt und die Schließvorrichtung 54 in ihre oberste Stellung bewegt.

Aus dem obigem ergibt sich auch, daß bei dem Versuch, den Schalter zu betätigen, solange eine Überlastung besteht, eine Schließung der Kontaktstücke nicht möglich ist.

Wie man aus F i g. 4 ersieht, besitzt die Betätigungsstange 82 einen nach unten ragenden Teil 107,

der sich bis in das Bimetallelement 44 hinein erstreckt, wenn der Schalter eingeschaltet ist. Besteht die Betätigungsstange 82 aus Aluminium oder einem anderen nicht magnetischen Metall, dann werden in dem Teil 107 durch Stromstöße durch das Bimetallelement 44 beim Öffnen der Kontaktstücke Wirbelströme induziert. Dadurch entsteht eine im wesentlichen nach oben gerichtete Zugkraft auf die Betätigungsstange 82, welche die nach oben gerichtete Kraft der Auslösefeder 90 unterstützt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

209 530/325

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Überstromschalter mit in einem Schaltergehäuse angeordneten festen Kontaktstücken, mit diese überbrückenden beweglichen Kontaktstükken und mit einem die beweglichen Kontaktstücke entgegen der Kraft einer Feder in Schließlage haltenden Klinkenmechanismus, der durch ein stromdurchflossenes Bimetallelement auslösbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein wendelförmig ausgebildetes Bimetallelement (44) als Druckteil zwischen den beweglichen Kontaktstücken (26) und einer Schließvorrichtung (54) des Klinkenmechanismus angeordnet ist und daß das freie Ende eines Druckfingers (52) des Bimetallelementes (44) zur Auslösung des Schalters in einen Schlitz (74) in der Schließvorrichtung (54) eintritt.

2. Überstromschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des wendeiförmigen Bimetallelementes (44) eine zur öffnung der Kontaktstücke (18, 26) dienende Feder (42) angeordnet ist, die der Kraft des Bimetallelementes (44) entgegenwirkt.

3. Überstromschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Ende der Feder (42) am Gehäuse (12) des Schalters abstützt und das andere Ende der Feder (42) an einem Nebenschlußring (40) angreift, der an die Kontaktstücke (26) tragenden, an einer Schaltbrücke (30) drehbar befestigten Kontaktträgern (28) anliegt.

4. Überstromschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schließvorrich-. tung (54) eine Betätigungsstange (82) gleitbar angeordnet ist und daß sich eine drehbar an der Schließvorrichtung (54) befestigte Sperrklinke (98) durch den Druck, der vom Bimetallelement (44) übertragen und ausgeübt wird, an einer gehäusefesten Schulter (64) abstützt, und daß die ' Sperrklinke (98) durch die Betätigungsstange (82) mittels einer an dieser angreifenden Auslösefeder (90) nach Auslösung durch das Bimetallelement (44) in die unwirksame Stellung schwenkbar ist.

5. Überstromschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsstange (82) gleitbar in einer Bohrung (58) in der Schließvorrichtung (54) angeordnet ist und einen axialen Schlitz (96) besitzt, der mit einem axialen Schlitz (94) in einem rohrförmigen Teil (56) der Schließvorrichtung (54) fluchtet, und daß die Sperrklinke (98) drehbar mit diesem rohrförmigen Teil (56) verbunden ist und durch die beiden axialen Schlitze (94, 96) hindurchgreift.

6. Überstromschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Betätigungsstange (82) quer in seinem axialen Schlitz (96) angeordneter Stift (104) durch einen in einem spitzen Winkel zur Achse der Betätigungsstange (82) verlaufenden Schlitz (106) in der Sperrklinke (98) greift.

7. Überstromschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsstange (82) einen metallischen Teil (107) aufweist, der sich durch das gewandelte Bimetallelement (44) erstreckt.

8. Überstromschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende des Bimetallelementes (44) in unmittelbarer Nähe der beweglichen Kontaktstücke (26) befestigt ist.

9. Überstromschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetallelement (44) und die Schließvorrichtung (54) in einem zylindrischen Gehäuse (12) axial hintereinander angeordnet sind.