Bimetallgesteuerter Überstromschutzschalter

Abstract

 Das Schaltergehäuse (1) eines bimetallgesteuerten Uberstromschutzschalters und seine Bewegungsteile sind symmetrisch zur mit dessen Bewegungsachse identischen Mittelachse (6) bzw. zur durch die Mittelachse (6) gelegten Mittelquerebene eines Druckknopfes (7) ausgebildet. Zwei spiegelbildlich gleichgestaltete Bimetallstreifen (8) sind beidseitig symmetrisch zur Mittelachse (6) bzw. zur Mittelquerebene im unteren Bereich des Gehäuses (1) befestigt und laufen mit ihren Kontaktenden (9) nach oben zur Mittelachse (6) bzw. zur Mittelquerebene aufeinander zu. In Kontaktschließstellung wird ein vom Druckknopf (7) gehaltertes Kontaktstück durch eine Druckfeder (13) in den zwischen den Kontaktenden (9) der Bimetallstreifen (8) gebildeten Zwickel (44) gedrängt und bildet eine Kontaktbrücke. Unterhalb des Kontaktstückes (11) ist der Druckknopf (7) mit einer Druckknopftrennwand (15) versehen. Bei Überstrom wandern die Kontaktenden (9) der Bimetallstreifen (8) auseinander. Dadurch wird der Druckknopf (7) mit dem Kontaktstück (11) zwischen den Kontaktenden (9) hindurch geschoben. Die Druckknopftrennwand (15) legt sich isolierend zwischen die beiden Kontaktenden (9).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Überstromschutzschalter mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 aufgeführten Merkmalen.

[0002] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überstromschutzschalter der eingangs genannten Art einfach und kostensparend herstellbar auszugestalten, wobei eine lange Lebensdauer auch nach einer Vielzahl von Überstromauslösungen bei gutem Stromunterbrechungsverhalten gewährleistet bleibt. Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst.

[0003] Der den Druckknopf beaufschlagende Federdruck ist so bemessen, daß er in normaler Einschaltstellung des Schalters nicht dazu ausreicht, das Kontaktstück durch den zwischen den Kontaktenden des Bimetallstreifen gebildeten Zwickel unter Ausbiegung der Bimetallstreifen hindurchzudrücken. Dies wird erst bei einem aufgrund von Überstrom erfolgenden Aufheizung unter Auseinanderbiegen der Kontaktenden beider Bimetallstreifen möglich, wobei noch bei beginnender Auslösebewegung ein ausreichender Kontaktdruck aufrechterhalten bleibt, bis er mit dem Durchtritt des Kontaktstückes durch den Zwickel ruckartig mit der Kontaktunterbrechung abreißt.

[0004] Das Kennzeichen des Anspruches 2 begünstigt in einfacher Weise das Auseinanderspreizen der Kontaktenden der Bimetallstreifen bei Rückführung des Kontaktstückes aus der Überstrom-Auslösestellung in die Einschaltstellung, was durch einfaches Eindrücken des Druckknopfes bewirkt wird.

[0005] Durch das Kennzeichen des Anspruches 3 ist eine einfache Montage des Schalters möglich, ohne dessen Funktionsfähigkeit einzuschränken.

[0006] Durch die Ausbildung nach Anspruch 4 ist eine besonders gute Kontaktgabe zwischen den Enden der Bimetallstreifen und dem Kontaktstück gewährleistet, ohne daß die Enden der Bimetallstreifen in ihrem Kontaktbereich eine besondere Oberflächenausbildung benötigen. Vielmehr erfolgt die Kontaktgabe seitens der beiden aufgegabelten Enden eines Bimetallstreifens unmittelbar auf das Kontaktstück.

[0007] Das Kennzeichen des Anspruches 5 bedeutet eine einfache Bauweise des Kontaktstückes, die darüber hinaus ein Hindurchgleiten durch den Zwickel bei Überstromauslösung begünstigt. Dasselbe trifft für das Kennzeichen des Anspruches 6 zu.

[0008] Durch das Kennzeichen des Anspruches 7 wird die kippfreie Führung des Druckknopfes mit langem, einer etwaigen Kippbeanspruchung entgegenwirkendem Hebelarm begünstigt.

[0009] Durch das Kennzeichen des Anspruches 8 erfolgt die Führung des Druckknopfes an der Innenseite der beiden Gehäuseseitenwände nicht vollflächig über den gesamten Druckknopf sondern lediglich in den für eine einwandfreie Führung notwendigen Bereichen.

[0010] Das Kennzeichen des Anspruches 9 ermöglicht eine sichere Halterung der beiden Bimetallstreifen innerhalb des Gehäuses durch einfaches Einlegen jeweils einer aus Bimetallstreifen und Kontaktblech gebildeten Einheit in den Zwischenraum zwischen aus den beiden Gehäuseseitenwänden vorstehenden Gehäusevorsprüngen. Durch die ausladende Größe der Kontaktbleche ergeben sich für die Lagesicherung günstige Hebelverhältnisse.

[0011] Durch das Kennzeichen des Anspruches 10 übernehmen die Kontaktbleche auch die Funktion von Anschlußkontakten des Schalters. Durch das Kennzeichen des Anspruches 11 werden die Kontaktbleche auch zu Führungsaufgaben gegenüber dem Druckknopf herangezogen. Das Kennzeichen des Anspruches 12 ermöglicht in leichter Weise Herstellung und Montage des Schalters.

[0012] Der Gegenstand der Erfindung wird anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf den geöffneten Überstromschutzschalter in Kontaktschließstellung.

Fig. 2 eine Seitenansicht entsprechend Pfeil II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht analog Fig. 1, wobei sich der Schalter jedoch in Überstrom-Auslösestellung befindet.

Fig. 4 eine Seitensicht entsprechend Pfeil VI in Fig. 3.

Fig. 5 eine Explosionsdarstellung des Schalters mit seinen sämtlichen Einzelteilen.

[0013] Das insgesamt mit 1 bezeichnete Schaltergehäuse besteht aus dem die Bewegungsteile des Schalters mit seinen Seitenwänden umfassenden Gehäuseboden 2 und dem durch dünne, als Filmscharniere 3 ausgebildete Wandbereiche angelenkten Deckel 4. Gehäuseboden 2 und Dekkel 4 sind einstückig aus Kunststoff hergestellt. Das Gehäuse weist insgesamt eine flache, das Aneinanderreihen mehrerer Schalter zu einer schmalen Schalterbatterie begünstigende Bauform auf, wobei die Trennebene 5 zwischen Gehäuseboden 2 und Deckel 4 parallel zur Gehäusemittellängsebene verläuft, die parallel zur oder in der Zeichnungsebene von Fig. 1 und Fig. 3 liegt.

[0014] Das Gehäuse 1 und seine Bewegungsteile sind symmetrisch zur mit der Bewegungsachse identischen Mittelachse 6 des Druckknopfes 7 bzw. zur durch die Mittelachse 6 gelegten, lotrecht zur Zeichnungsebene von Fig. 1 und 3 verlaufenden Gehäusequerebene ausgebildet. Beidseitig der Mittelachse 6 sind zwei spiegelbildlich gleichgestaltete Bimetallstreifen 8 an der unteren Seite des Gehäuses 1 befestigt. Sie laufen mit ihren die Kontaktenden 9 tragenden Bewegungsteilen nach oben zur Druckknopfachse 6 nach Art der Schenkel eines Winkels aufeinander zu, ohne jedoch unmittelbar aufeinanderzutreffen. Vielmehr verbleibt zwischen den beiden Kon- _taktenden 9 immer noch ein Abstand 10, der in Kontaktschließstellung (Fig. 1) durch ein Kontaktstück 11 überbrückt ist, welches damit als Kontaktbrücke wirkt. Das Kontaktstück 11 ist vom Druckknopf 7 gehaltert.

[0015] Der Druckknopf 7 ist von einer sich an der Seitenwand 12 des Gehäusebodens 2 abstützenden Druckfeder 13 in Richtung der Druckknopfachse 6, d.h. in Kontaktöffnungsrichtung beaufschlagt. Die Druckfeder 13 drängt das mit dem Druckknopf 7 verbundene Kontaktstück 11 in seine Kontaktschließstellung, d.h. in den zwischen den Kontaktenden 9 der Bimetallstreifen 8 gebildeten Zwickel 14 hinein.

[0016] Der Körper des Druckknopfes 7 ist als in der Gehäusemittellängsebene liegende, mit planparallelen Oberflächen versehene Mittelwand 14 ausgebildet, aus der beidseitig rechtwinklig zu ihren Oberflächen stehend und mit ihrem Längsverlauf in Richtung der Druckknopfachse 6 ausgerichtet jeweils eine Druckknopftrennwand 15 hervorsteht, die unterhalb des Kontaktstückes 11 angeordnet sind und folglich mit ihrer Oberkante 16 gewissermaßen das Auflager für das Kontaktstück 11 bilden.

[0017] Der Druckknopf 7 ist zwischen den die beiden Gehäuseflachseiten bildenden Gehäuseseitenwänden 17,18 geführt und liegt in Überstromausschaltstellung mit den beiden Seitenvorsprüngen 19 des unteren, gehäuseseitigen Endes seiner Mittelwand 14 gegen die Gehäusestirnwand 20 bzw. gegen aus der Gehäuseseite 18 vorstehende Gehäusewandvorsprünge 21 an.

[0018] Zur Führung des Druckknopfes 7 in seinem Kopfbereich sowie zur Bildung der Tastfläche 22 und der in Überstrom-Auslösestellung aus dem Gehäuse 1 herausstehenden Druckknopfflanken 23 stehen beidseitig aus den Deckflächen der Mittelwand rippenartige Vorsprünge vor, die in Draufsicht die Form eines um 90° nach rechts gekippten E aufweisen, wobei dessen Rücken in der Tastfläche 22 liegt. Die beiderseitigen Stirnflächen 24 der Rippen sind gleichebig mit den Oberflächen der Druckknopftrennwände 15 und dienen als Führungsflächen des Druckknopfes 7 gegenüber den Gehäuseseitenwänden 17,18.

[0019] Die Bewegungsteile 25 der beiden Bimetallstreifen 8 sind von ihren Kontaktenden 9 ausgehend in Längsrichtung geschlitzt, wobei die Schlitze 26 in der Gehäusemittellängsebene liegen. Der Druckknopf 7 liegt mit seiner Mittelwand in den Schlitzen 26 beider Bimetallstreifen 8 und kann sich somit trotz seiner in Längserstreckung der Gehäusemittellängsebene breiten Ausladung von den Bimetallstreifen 8 ungehindert zwischen seinen beiden Funktionsstellungen bewegen.

[0020] Beidseitig und symmetrisch zur Mittelachse 6 des Druckknopfes 7 bzw. zur durch die Mittelachse 6 gelegten Gehäusequerebene stehend sind durch Gehäusewandvorsprünge 21,27 sowie durch eine Gehäuseflankenwand 28 formschlüssig gehalten zwei Kontaktbleche 29 vorgesehen, die mit ihrem Oberteil 30 den Schlitz 26 eines jeden Bimetallstreifens 8 durchsetzen und mit einem ebenfalls in der Gehäusemittellängsebene liegenden sowie nach außen stehenden Vorsprung 31 ihres Unterteiles 32 den Bimetallstreifen 8 durchsetzend an diesem befestigt sind. Die Bimetallstreifen 8 stehen mit ihren Befestigungsenden 32 aus dem Gehäuse 1 nach unten heraus. Die über ihre Befestigungsenden 32 nach außen vorstehenden Vorsprünge 31 der Kontaktbleche 29 bilden einander diametral gegenüberliegende Kontaktanschlüsse nach Art solcher von beidseitig zwischen Gegenkontakten einspannbaren Stecksicherungen.

[0021] Die einander zugewandten Kanten 33 der Oberteile 30 der Kontaktbleche 29 verlaufen parallel zur Mittelachse 6. Die Seitenvorsprünge 19 der Unterseite des Druckknopfes 7, die Teil von dessen Mittelwand 17 sind, weisen parallel zur Mittelachse 6 verlaufende Seitenkanten 34 auf und sind damit an den Kanten 33 der Oberteile 30 der Kontaktbleche 29 anliegend ebenfalls geführt.

[0022] Die Gehäuseseitenwände 17,18 weisen einerseits Ausnehmungen 35 und andererseits Verzapfungsvorsprünge 36 auf, die bei aufeinandergeschwenkten und aufeinandergedrückten Gehäuseteilen (Gehäuseboden 2; Deckel 4) ineinander einschnappbar sind und damit eine feste Formschlußverbindung schaffen. Es ist auch eine Ultraschallverschweißung zwischen Ausnehmungen 35 und Verzapfungen 36 möglich.

[0023] Die in Fig. 1 dargestellte Einschaltstellung des Überstromschutzschalters ist bereits vorstehend erläutert worden. Bei Erwärmung der Bimetallstreifen 8 durch Überstrom wandern deren Kontaktenden 9 in Pfeilrichtung 37 unter Vergrößerung ihres Abstandes 10 auseinander. Dadurch gleitet das mit dem Druckknopf 7 verbundene Kontaktstück 11 unter dem Einfluß der Druckfeder 13 durch den Zwischenraum zwischen den Kontaktenden 9 mit einem Schnappeffekt hindurch, wodurch eine Momentausschaltung erzielt wird. Die beidseitig der Mittelwand 14 unterhalb des Kontaktstückes 11 angeordneten Druckknopftrennwände 15 liegen in der Ausschaltstellung (Fig. 3) im Zwischenraum zwischen den beiden Kontaktenden 9, so daß diese auch nach dem Erkalten der Bimetallstreifen 8 nicht in eine gegenseitige Annäherung bzw. in gegenseitigen Kontakt kommen können.

[0024] Um den Schalter wieder aus der Auslösestellung gemäß Fig. 3 in die Kontaktschließstellung gemäß Fig. 1 rück- überführen zu können, wird lediglich der Druckknopf 7 in Pfeilrichtung 38 eingedrückt. Dabei legt sich das Kontaktstück 11 auf die V-förmig auseinandergespreizten Außenseiten der Kontaktenden 9 auf und gleitet unter Auseinanderspreizung beider Kontaktenden 9 in die in Fig. 1 dargestellte Kontaktschließstellung.

Ansprüche

1.) Bimetallgesteuerter Überstromschutzschalter mit einem endseitig in einem flachen Isolierstoffgehäuse befestigten, als in der Gehäuseebene beweglicher Kontaktarm ausgebildeten Bimetallstreifen, dessen Kontaktende in Kontaktschließstellung eine Druckknopfbewegung sperrend in den Verschiebeweg eines unter-Federdruck stehenden, aus dem Schaltergehäuse herausgeführten, aus Isolierstoff bestehenden Druckknopfes steht und dabei an einem Gegenkontakt anliegt, während der Druckknopf bei Überstromauslenkung des Bimetallstreifens durch den Federdruck nach außen gedrückt mit einer Trennwand zwischen Kontaktende und Gegenkontakt liegt.
Kennzeichnender Teil:

1. Das Schaltergehäuse (1) und seine Bewegungsteile sind symmetrisch zur mit dessen Bewegungsachse identischen Mittelachse (6) bzw. zur durch die Mittelachse (6) gelegten Mittelquerebene des Druckknopfes (7) ausgebildet.

2. Zwei spiegelbildlich gleichgestaltete Bimetallstreifen (8) sind beidseitig von der Mittelachse (6) an der unteren Gehäuseseite befestigt und laufen mit ihren die Kontaktenden (9) tragenden Bewegungsteilen nach oben zur Mittelachse (6) des Druckknopfes (7) bzw. zu dessen Mittelquerebene nach Art der Schenkel eines Winkels aufeinanderzu, ohne unmittelbar aufeinanderzutreffen.

3. In Kontaktschließstellung ist ein vom Druckknopf (7) gehaltertes Kontaktstück (11) durch den Federdruck in den zwischen den Kontaktenden (9) der Bimetallstreifen (8) gebildeten Zwickel (44) gedrängt und bildet eine Kontaktbrücke.

4. Die Druckknopftrennwand (15) ist unterhalb des Kontaktstückes (11) vorzugsweise in der Mittelquerebene des Druckknopfes (7) liegend angeordnet.

2.) Überstromschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktenden (9) durch in der Bewegungsebene liegende Abbiegungen der freien Bimetallenden nach außen gebildet sind.

3.) Überstromschutzschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckknopf (7) zwischen den beiden die Gehäuseflachseiten bildenden Gehäuseseitenwänden (17,18) geführt ist und in Überstromausschaltstellung mit zwei Seitenvorsprüngen (19) seines gehäuseseitigen Endes unter dem Federdruck gegen die Gehäusestirnwand (20) anliegt.

4.) Überstromschutzschalter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, mit folgenden Merkmalen:

1. Die Gehäusemittellängsebene ist eine Symmetrieebene der im Gehäuse (1) gelagerten Schalterteile.

2. Die Bewegungsteile (25) der Bimetallstreifen (8) sind von ihren Kontaktenden (9) ausgehend in Längsrichtung geschlitzt, wobei die Schlitze (26) in der Gehäusemittellängsebene liegen.

3. Der Druckknopfkörper ist als in der Gehäusemittellängsebene liegende, mit planparallelen Oberflächen versehene Mittelwand (14) ausgebildet, die in die Schlitze (26) hineinragt.

4. Kontaktstück (11) und Druckknopf trennwand (15) erstrecken sich beiderseits der Mittelwand (14).

5.) Überstromschutzschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktstück (11) ein die Mittelwand (14) des Druckknopfes (7) lotrecht durchsetzender Bolzen ist.

6.) Überstromschutzschalter nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Zylinderform des Bolzens.

7.) Überstromschutzschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der Druckknopftrennwand (15) wenigstens teilweise eine gegenüber den Gehäuseseitenwänden (17,18) wirksame Führung bilden.

8.) Überstromschutzschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der Druckknopftrennwand (15) mit den Stirnflächen 24 der Druckknopftastfläche (22) und der Druckknopfflanken (23) gleichebig sind.

₉.) Überstromschutzschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei symmetrisch zur Mittelachse (6) bzw. Mittellängsebene des Druckknopfes (7) stehende und mit ihrer Mittelebene in der Gehäusemittellängsebene liegende Kontaktbleche (29), die mit ihrem Oberteil (30) den Schlitz (26) eines jeden Bimetallstreifens (8) durchsetzen und zwischen Gehäusewandvorsprüngen (21,27) formschlüssig gehalten sowie mit einem in der Gehäusemittellängsebene liegenden und nach außen vorstehenden Vorsprung (31) ihres Unterteiles (32) den Bimetallstreifen (8) durchsetzend an diesem befestigt sind.

10.) Überstromschutzschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetallstreifen (8) mit ihren Befestigungsenden (32) aus dem Gehäuse (1) herausstehen, wobei die über die Befestigungsenden (32) nach außen vorstehenden Vorsprünge (31) der Kontaktbleche (29) einander diametral gegenüberliegende Kontaktanschlüsse nach Art solcher von beidseitig zwischen Gegenkontakten einspannbaren Stecksicherungen bilden.

11.) Überstromschutzschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

1. Die einander zugewandten Kanten (33) der Oberteile (30) der Kontaktbleche (29) verlaufen parallel zur Druckknopfmittelachse (6).

2. Die Seitenvorsprünge (19) des Druckknopfes (7) sind Teil von dessen Mittelwand (14) und sind mit parallel zur Druckknopfmittelachse (6) verlaufenden Seitenkanten (34) an den Oberteilkanten (33) der Kontaktbleche (29) anliegend geführt.

12.) Überstromschutzschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

1. Das Gehäuse ist aus zwei Gehäuseteilen (2,4) gebildet, wobei die Trennebene zwischen beiden Gehäuseteilen (2,4) parallel oder gleichebig zur Gehäusemittellängsebene verläuft.

2. Beide Gehäuseteile (2,4) sind einstückig miteinander gespritzt und in einem Gehäuseseitenbereich durch einen als Filmscharnier (3) wirksamen Wandbereich dünnerer Wandstärke aufeinander schwenkbar miteinander verbunden.

3. Die Gehäuseteile (2,4) sind über einander in Schwenkendstellung durchsetzende Verzapfungen (36) miteinander formschlüssig verbindbar oder miteinander verschweißbar.

Zeichnung