DE29812441U1

DE29812441U1 - Überlastschutzschaltung

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Publication number: DE29812441U1
Application number: DE29812441U
Authority: DE
Original assignee: HUNG HSIEN WEN; HUNG HUI FANG; HUNG KUANG TSAN
Current assignee: Yu Tsung-Mou Tw
Priority date: 1997-04-28
Filing date: 1998-07-13
Publication date: 1998-10-22
Anticipated expiration: 2008-07-14
Also published as: US5889457A

Description

- 1 Überlastschutzschaltung

HINTERGRUND DER ERFINDUNG⁷

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überlastschutzschaltung und insbesondere eine solche Überlastschutzschaltung, die speziell zur Anwendung in einer kleinen elektrischen Vorrichtung entworfen ist, um im Falle einer Überlast die Stromversorgung automatisch abzuschneiden.

Die Verwendung von Sicherungen oder sicherungslosen Schutzschaltungen, um eine elektrische Vorrichtung gegen eine Überlast zu schützen, sind wohlbekannt. Zahlreiche Schutzschaltungseinrichtungen sind offenbart worden. Beispiele sind in dem US-Patent Nr. 5,079,503, mit dem Titel "Circuit breaker with a self illuminating power switch", in dem US-Patent Nr. 5,223,813, mit dem Titel "Circuit breaker rocker actuator switch", dem US-Pa tent Nr. 4,528,538,- 4,833,439, etc. ersichtlich. Diese Offenbarungen lehren den Aufbau einer Schutzschaltungseinrichtung mit einer Bimetallkontakteinrichtung, die im Falle einer Überlast oder eines Überstroms die Stromversorgung automatisch abtrennt. Diese Schutzschaltungen sind funktionabel, sie sind jedoch in ihrer Struktur kompliziert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Überlas tschutzschaltung vorzusehen, die bei einer Überlast die Stromversorgung sofort von der elektrischen Vorrichtung abtrennt. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Überlastschutzschaltung vorzusehen, die die Schaltung automatisch unterbricht, wenn sie bei einem Überstrom eingeschaltet wird. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Überlastschutzschaltung vorzusehen, die eine einfache Struktur

besitzt und leicht und billig herzustellen ist. Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Überlastschut zschaltung vorzusehen, die kompakt ist und in einer elektrischen Vorrichtung unabhängig verwendet werden kann, um den Schaltkreis bei einer Überlast automatisch zu unterbrechen. Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Überlastschutzschaltung vorzusehen, die kompakt ist und in einer elektrischen Vorrichtung unabhängig verwendet werden kann, um den Schaltkreis bei einer Überlast automatisch zu unterbrechen. Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Überlastschutzschaltung vorzusehen, die zweckmäßig eingestellt werden kann, um ihre Auslösezeit bei einer Überlast zu ändern.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Explosionsansicht einer Überlastschutzschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht der vorliegenden Erfindung, die die Überlastschutzschaltung im Zustand des offenen Stromkreises zeigt,

Fig. 3 ist eine weitere Querschnittsansicht der vorliegenden Erfindung, die die Überlastschutzschaltung im Zustand des geschlossenen Stromkreises zeigt,

Fig. 4 ist noch eine weitere Querschnittsansicht der vorliegenden Erfindung, die zeigt, wie nach einer Überlast der Lagerabschnitt zu dem zweiten Lagerpunkt bewegt ist, wobei die Überlastschutzschaltung sich im Zustand des offenen Stromkreises befindet,

Fig. 5 ist noch eine weitere Querschnittsansicht der vorliegenden Erfindung, die den Aktuator bei einer Überlast

niedergedrückt zeigt, den Hebel freigegeben, wobei die Überlastschutzschaltung sich in einem Zustand des offenen Stromkreises befindet,

Fig. 6 ist noch eine weitere Querschnittsansicht der vorliegenden Erfindung, die die Wirkungsweise des Freigebemechanismus zeigt und

Fig. 7 ist eine schematische Zeichnung, die die Einstellung des Bimetalls gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

GENAUE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELES

Mit Bezug auf die Figuren 1 und 2 enthält eine Überlastschutzschaltung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein elektrisch isolierendes Gehäuse 1, einen Aktuator 2, der zum Gehäuse 1 drehbar gelagert ist, einen ersten, feststehenden Kontakt 31 und einen zweiten, feststehenden Kontakt 32 und einen dritten, feststehenden Kontakt 33, die dazu eingerichtet sind, mit einer Stromversorgung oder einer Stromversorgungsschaltung einer elektrischen Vorrichtung verbunden zu werden, einen ersten, bewegbaren Kontakt 4 und einen zweiten, bewegbaren Kontakt 4', die dazu eingerichtet sind, einen im Normalzustand offenen Kontakt mit dem ersten, feststehenden Kontakt 31 und dem zweiten, feststehenden Kontakt 32 zu bilden, einen Hebel 5, der dazu eingerichtet ist, auf die bewegbaren Kontakte 4, 4' zu drücken, um den Schaltkreis zu schließen, und einen

Freigebemechanismus, der dazu eingerichtet ist, den Hebel 5 zurück zu bewegen in einen im Normalzustand offenen Kontakt bei einer Überlast.

Der Aktuator 2 enthält einen Schwingkörper 21 mit einem Drehpunkt 20, der am Gehäuse 1 drehbar angelenkt ist, auf einer Innenseite eine lichtdurchlässige Kappe 22, die den Schwingkörper abnehmbar bedeckt, eine Glühlampe 23, die auf dem Schwingkörper

21 befestigt ist, einen in Reihe mit der Glühlampe 23 geschalteten Widerstand 24, eine Metallfeder 34 und einen Auslöser 25. Die Metallfeder 34 übt auf den Schwingkörper 21 Druck aus, wodurch der Schwingkörper 2^. in der normal offenen Kontaktstellung gehalten wird. Das eine Ende des Widerstandes 24 ist in Reihe mit der Glühlampe 23 verbunden, und ein gegenüberliegendes Ende 240 ist durch die Metallfeder 3 4 mit dem zweiten, feststehenden Kontakt 32 verbunden. Die Glühlampe 23 besitzt ein freies Ende 23 0, das mit einem Metallplättchen 28 verbunden ist, das innerhalb eines Schlitzes 27 des Schwingkörpers 21 angeordnet ist. Das Metallplättchen 28 verläuft von dem Schlitz 27 aus nach unten und bildet einen normalen, offenen Kontakt mit dem dritten, feststehenden Kontakt 33. Mit anderen Worten hält das Metallplättchen 28 einen Abstand zwischen dem dritten, feststehenden Kontakt 33 in einem Normalzustand. Der Auslöser 25 ist fest mit dem Schwingkörper 21 an dessen Boden verbunden und bewegt sich mit ihm zwischen einer Betätigungsposition und einer Nichtbetätigungsposition, enthaltend eine Betätigungsseite 26, die einen Kontaktzustand mit dem Hebel 5 konstant aufrecht erhält. Die Betätigungsseite 26 enthält einen Betätigungspunkt 260 und einen Nichtbetätigungspunkt 261, die beide am Drehpunkt 2 0 zentriert sind und im Abstand zueinander angeordnet sind. Der Abstand zwischen dem Drehpunkt 20 und dem Betätigungspunkt 260 ist größer als der zwischen dem Drehpunkt 20 und dem Nichtbetätigungspunkt 261. Die Betätigungsseite 2 6 ist eine Fläche, die zwischen dem Betätigungspunkt 260 und dem Nichtbetätigungspunkt 261 ausgebildet ist.

Der Hebel 5 enthält an einem Ende einen Lagerabschnitt 50, der dazu eingerichtet ist, mit dem Hebel 5 zwischen einem ersten Lagerpunkt und einem zweiten Lagerpunkt bewegt zu werden, einen Druckabschnitt 52, der an einem gegenüberliegenden Ende angeordnet ist und konstant in Kontakt mit den bewegaren Kontakten 4, 4'aufrecht erhalten wird, und einen Widerstandsabschnitt 51, der in Kontakt mit der Betätigungsseite 26 des Auslösers 25 an-

geordnet ist und hin und her bewegt werden kann, um den ersten, beweglichen Kontakt 4 zwischen .dem ersten, feststehenden Kontakt 31 und dem zweiten, feststehenden Kontakt 32 zu bewegen. Der in Fig. 1 gezeigte Hebel 5 ist ein streifenförmiges Element. Der Widerstandsabschnitt 51 ist wie ein runder Stab ausgebildet, dessen zwei gegenüberliegende Enden dazu eingerichtet sind, in einer entsprechenden Bahn 11 innerhalb des Gehäuses 1 hin und her bewegt zu werden.

Der vorgenannte Freigebemechanismus enthält einen bewegbaren Körper 60, der dazu eingerichtet ist, den Lagerabschnitt 50 des Hebels 5 an dem vorgenannten ersten Lagerpunkt zu halten, ein mit dem bewegbaren Körper 60 verbundenes Bimetall 61, das dazu einerichtet ist, den Lagerabschnitt 50 des Hebels 5 zu dem vorgenannten zweiten Lagerpunkt zu bewegen. Der bewegbare Körper 60 wird um einen Drehstift 10 im Innern des Gehäuses 1 gedreht und besitzt ein Rückhalteloch 601 an seinem unteren Ende, das mit dem Lagerabschnitt 50 verbunden ist, um ihn in dem ersten Lagerpunkt zu halten. Eine Rückhaltefeder 63 ist vorgesehen, um auf das obere Ende 602 des beweglichen Körpers 60 einen Druck auszuüben, wodurch das Rückhalteloch 601 konstant im Eingriff mit dem Lagerabschnitt 50 des Hebels 5 gehalten wird. Das Bimetall 61 enthält ein erstes, feststehendes Ende 611, das mit dem zweiten, feststehenden Kontakt 32 verbunden ist, und ein feststehendes Ende 612, das mit dem zweiten, beweglichen Kontakt 4'verbunden ist, und ein freies Ende 613. Das freie Ende 613 drückt das obere Ende 602 des beweglichen Körpers 60 gegen die Federkraft der Rückhaitefeder 63, wenn das Bimetall 61 für eine Deformierung erwärmt wird.

Mit Bezug auf Fig.2 ist der Widerstandsabschnitt 51 des Hebels 5 an dem Nichtbetätigungspunkt 61 angeordnet, wenn die elektrische Vorrichtung noch nicht angelaufen ist, und wird von einer Federkraft des ersten, darunter angeordneten, beweglichen Kontaktes 4 angehoben, der Lagerabschnitt 50 wird von dem Rückhai-

teloch 601 des beweglichen Körpers 60 an dem ersten Lagerpunkt zurückgehalten, der erste bewegliche Kontakt 4 und der zweite bewegliche Kontakt 4' sind nicht in Kontakt miteinander, wodurch der feststehende Kontakt 31 und der zweite feststehende Kontakt 32 einen offenen Stromkreis bilden und kein elektrischer Strom durch den zweiten beweglichen Kontakt 4' zu dem Bimetall 61 fließen kann. Im Gegenteil, wenn der Anwender den Aktuator 2 in die in Fig. 3 gezeigte Position drückt, wird der Widerstandsabschnitt 51 des Hebels 5 entlang der Betätigungsseite 26 zu dem Betätigungspunkt 260 bewegt. Wenn der Widerstandsabschnitt 51 den Betätigungspunkt 2 60 erreicht, drückt der Druckabschnitt 52 den ersten beweglichen Kontakt 4 in Richtung des zweiten beweglichen Kontaktes 4', wodurch der erste bewegliche Kontakt 4 den zweiten beweglichen Kontakt 4' kontaktiert. Wenn der erste bewegliche Kontakt 4 und der zweite bewegliche Kontakt 4' in Kontakt miteinander angeordnet sind, bilden der erste feststehende Kontakt 31 und der zweite feststehende Kontakt 32 mit dem Bimetall 61 einen geschlossenen Stromkreis, wodurch die elektrische Vorrichtung elektrisch verbunden wird und gleichzeitig der andere Anschluß 23 0 der Glühlampe 23 in Kontakt mit dem dritten feststehenden Kontakt 33 gebracht wird, um den Stromkreis zu schließen. Wenn der Anschluß 230 in Kontakt mit dem dritten feststehenden Kontakt gebracht wird, ist die elektrische Stromversorgung mit der Glühlampe 23 verbunden, wodurch sie eingeschaltet wird.

Mit Bezug auf Fig. 4 wird das Bimetall 61, wenn eine Überlast stattfindet, erwärmt, und biegt sich in Richtung des beweglichen Körpers 60, wodurch sein freies Ende 613 auf das obere Ende 602 des beweglichen Körpers 60 gegen die Federkraft 63 gedrückt wird. Wenn das obere Ende 602 des beweglichen Körpers gegen die Rückhaitefeder 63 gedrückt wird, wird das Rückhalteloch 601 in der umgekehrten Richtung bewegt und aus dem Eingriff von dem Lagerabschnitt 50 des Hebels 5 (siehe Fig. 6) gelöst. Wenn das Rückhalteloch 601 des beweglichen Körpers 60 von

dem Lagerabschnitt 50 des Hebels 5 gelöst wird, wird der Lagerabschnitt 50 des Hebels 5 sofort von dem ersten Lagerpunkt nach unten zu dem zweiten Lagerpunkt durch die Kraft der Rückhaltefeder des ersten beweglichen Kontaktes 4 gedrückt, und gleichzeitig wird der Aktuator 2 durch die Federkraft der Feder 34 zurück zu der in Fig. 2 gezeigten Position bewegt, die beweglichen Kontakte 4 und 4'werden voneinander getrennt und der Hebel 5 wird aufwärts bewegt.

Der Druckabschnitt 52 des Hebels 5 ist leicht nach oben gebogen, so daß, wenn der Auslöser 25 während der Aufwärtsbewegung des Hebels 5 zu der in Fig. 2 gezeigten Position zurückbewegt wird, das Vorderende 251 des Auslösers 25 den gebogenen Druckabschnitt 52 des Hebels 5 drückend bewegt, wodurch der Lagerabschnitt 50 des Hebels 5 wieder in einen Eingriff in das Rückhalteloch 601 des beweglichen Körpers 60 zurückgedrückt wird.

Mit Bezug auf Fig. 5 kann der erste bewegliche Kontakt 4, wenn eine Überlast auftritt, weil der Aktuator 2 von dem Anwender niedergedrückt wird, nach oben springen, sich von dem zweiten beweglichen Kontakt 4' trennen (weil der Lagerabschnitt 50 des Hebels 5 zu dem unteren, zweiten Lagerpunkt hin freigegeben wird). Daher kann der bewegliche Körper 60, sogar wenn der Aktuator 2 im Zustand des geschlossenen Kontaktes eingestellt ist, den Hebel 5 zu dem zweiten Lagerpunkt hin freigeben, wodurch der Hebel 5 dazu veranlaßt wird, die beweglichen Kontakte 4, 4' in den normalen offenen Kontaktzustand freizugeben, d.h. die Überlastschutzschaltung trennt die Stromversorgung automatisch ab, wann immer eine Überlast auftritt.

Mit Bezug auf Fig. 7 und erneutem Bezug auf Fig. 1 ist auf dem zweiten feststehenden Kontakt 32 ein Feineinstellungselement 7 befestigt und kann bewegt werden, um auf das Bimetall 61 zu drücken. Das Feineinstellungselement 7 kann eine Einstellschraube sein, die gegen einen Teil des Bimetalls 61 zwischen

dem ersten feststehenden Ende 611 und dem freien Ende 613 drückt. Durch Einstellung des Feineinstellungselementes 7 werden der Bewegungsbereich des freien Endes 613 des Bimetalls 61 ebenso wie die Zeitdauer,'in der das bewegliche Teil 6 0 bewegt wird, um den Lagerabschnitt 50 des Hebels 5 freizugeben, relatv eingestellt. Dadurch kann die Nennbelastbarkeit der elektrischen Vorrichtung relativ eingestellt werden. Darüber hinaus muß das Rückhalteloch 601 eine begrenzte Tiefe besitzen. Falls das Rückhalteloch 601 extrem tief ist, wäre der bewegliche Körper 60 nicht dazu imstande, den Lagerabschnitt 50 des Hebels 5 rechtzeitig freizugeben und die Reaktionsgeschwindigkeit der Überlastschutzschaltung würde beeinflußt werden.

Während nur ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, soll verstanden werden, daß zahlreiche Modifikationen und Änderungen an ihr vorgenommen werden könnten, ohne den Geist und den Schutzbereich der offenbarten Erfindung zu verlassen.

Claims

- 9 Schutzansprüche

1. Überlastschutzschaltung, mit einem ersten feststehenden Kontakt (31) und eineitf zweiten feststehenden Kontakt (32), für die Verbindung einer elektrischen Vorrichtung mit einer Spannungsversorgung, einem beweglichen Kontakt (4), zur Ausbildung eines normalen offenen Kontaktes mit dem ersten feststehenden Kontakt (31) und dem zweiten feststehenden Kontakt (32) und einem Aktuator (2), der zur Drehung um einen Drehpunkt (20) von einem Benutzer steuerbar ist, gekennzeichnet ist durch

einen Hebel (5), der mit dem Aktuator (2) verbunden ist und gedreht wird, wobei, wenn die Überlastschutzschaltung nicht unter einem Überlastzustand ist, der Hebel (5) um einen ersten Lagerpunkt zur Bewegung des beweglichen Kontaktes (4) zwischen einer normalen Position des offenen Kontakts, in der der bewegliche Kontakt (4) mit dem ersten feststehenden Kontakt (31) und dem zweiten feststehenden Kontakt (32) einen normalen offenen Kontakt bilden, und einer normalen Position eines geschlossenen Kontaktes, gedreht wird, in der der bewegliche Kontakt (4) mit dem ersten feststehenden Kontakt (31) und dem zweiten feststehenden Kontakt (32) einen normalen geschlossenen Kontakt bildet;

einen Freigebemechanismus zur Bewegung des Hebels (5), wobei der Freigebemechanismus den Hebel (5) von dem ersten Lagerpunkt zu einem zweiten Lagerpunkt bei einer Überlast freigibt, wodurch der Hebel (5) veranlaßt wird, den beweglichen Kontakt (4) freizugeben und den beweglichen Kontakt (4) in den normalen offenen Kontaktzustand rückkehren zu lassen, wodurch die Überlastschutzschaltung dafür ausgebildet ist, auf eine Überlast unmittelbar zu antworten.

2. Überlastschutzschaltung nach Anspruch 1, wobei der Aktuator (2) einen Schwingkörper (21) enthält, der um den Dreh-

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punkt gedreht wird, eine lichtdurchlässige Kappe (22), die abnehmbar auf den Schwingkörper (21) aufgesetzt ist, eine auf einer Oberseite des Schwingkörpers (21) angebrachte Glühlampe (23), einen in Reihe mit der Glühlampe (23) geschalteten Widerstand (24) und eine Feder (34) die dazu eingerichtet ist, den Schwingkörper (21) in der normalen offenen Kontaktposition zu halten.

Überlastschutzschaltung nach Anspruch 2, wobei der Aktuator (2) weiter einen Auslöser (25) enthält, der fest mit einer Unterseite des Schwingkörpers (21) verbunden ist und mit ihm zwischen einer Betätigungsposition und einer Nichtbetätigungsposition bewegt wird, wobei der Auslöser (25) eine Betätigungsseite (26) enthält, die konstant mit dem Hebel (5) in Kontakt gehalten wird, wobei die Betätigungsseite (26) einen Betätigungspunkt (260) und einen Nichtbetätigungspunkt (261) enthält, die jeweils von dem Drehpunkt (20) in unterschiedlichen Abständen angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen dem Drehpunkt (20) und dem Betätigungspunkt (260) größer ist als der zwischen dem Drehpunkt (20) und dem Nichtbetätigungspunkt (261).

Überlastschutzschaltung nach Anspruch 2, wobei der Widerstand (24) ein Ende (240) besitzt, das mit dem zweiten feststehenden Kontakt (32) durch die Metallfeder (34) und der Glühlampe (23) mit einem freien Ende (230) verbunden ist, das ständig an einem Metallplättchen (28) befestigt ist, um einen normalen offenen Kontakt zwischen dem Metallplättchen (28) und dem dritten feststehenden Kontakt (33) zu bilden.

Überlastschutzschaltung nach Anspruch 1, wobei der Hebel (5) einen Lagerabschnitt (50) enthält, der an einem Ende dafür eingerichtet ist, mit dem Hebel (5)zwischen einem ersten Lagerpunkt und einem zweiten Lagerpunkt bewegt zu werden, einen Druckabschnitt (52), der an einem gegenüberliegenden Ende angeordnet und ständig in Kontakt mit dem

beweglichen Kontakt (4) gehalten wird, und einen Widerstandsabschnitt (51) der in · Kontakt mit der Betätigungsseite (26) des Auslösers (25) angeordnet ist und hin und her bewegt werden kann, um den beweglichen Kontakt (4) zwischen dem ersten feststehenden Kontakt (31) und dem zweiten feststehenden Kontakt (32) zu bewegen, um einen normalen offenen Kontakt oder einen normalen geschlossenen Kontakt zu bilden.

6. Uberlastschutzschaltung nach Anspruch 1, wobei der Freigebemechanismus einen beweglichen Körper (60) enthält, der dazu eingerichtet ist, den Lagerabschnitt (50) des Hebels (5) an dem ersten Lagerpunkt zu halten und ein Bimetall (61) enthält, das mit dem beweglichen Teil (60) verbunden und dazu eingerichtet ist, den Lagerabschnitt (50) des Hebels (5) zu dem zweiten Lagerpunkt zu bewegen.

7. Uberlastschutzschaltung nach Anspruch 6, wobei der bewegliche Körper (60) um einen feststehenden Drehstift (10) gedreht wird, mit einem Rückhalteloch (601) an dessen Unterseite verbunden mit dem Lagerabschnitt (50) des Hebels (5), um ihn in dem ersten Lagerpunkt zu halten, ein oberes Ende (602), gestützt auf eine Rückhaltefeder (63), wobei die Rückhaltefeder (63) einen Druck auf das obere Ende (602) des beweglichen Körpers (60) ausübt, wodurch das Rückhalteloch (601) des beweglichen Teils (60) ständig im Eingriff mit dem Lagerabschnitt (50) des Hebels (5) gehalten wird, wobei das Bimetall (61) ein erstes feststehendes Ende (611), das mit dem zweiten feststehenden Kontakt (32) verbunden ist, ein zweites, feststehendes Ende (612), das mit dem beweglichen Kontakt (4) verbunden ist und ein freies Ende (613) enthält, wobei das freie Ende (613) das obere Ende (602)des beweglichen Körpers (60) gegen die Federkraft der Rückhaltefeder (63) drückt, wenn das Bimetall (61) erwärmt wird, um sich zu deformieren.