Schutzschalter mit thermischer Ueberstromauslösung

Abstract

 Das mit einer Heizwicklung (5) versehene Bimetallelement (l) bildet Teil einer in einen Gehäuseoberteil (3) ein­schiebbaren Baueinheit (2). Letztere umfasst ferner einen mit dem Bimetallelement (l) verbundenen Träger (l3), von dem eine Anschlussklemme (l4) wegragt. Die Baueinheit (2) weist ferner ein Anschlusselement (7) auf, das an die Heizwicklung (5) angeschlossen ist und das sich in einer Lichtbogenlaufschiene (8) fortsetzt. Das Anschlusselement (7) trägt ferner ein Kontaktstück (9) eines Schaltkontak­tes (l0). Zur Positionierung der Baueinheit im Gehäuse sind vom Träger (l3) und vom Anschlusselement (7) wegra­gende Fortsätze (22, 28) vorgesehen, die in gehäusefesten Führungsnuten eingreifen. Zudem wird der das Kontaktstück (9) tragende Bereich des Anschlusselementes (7) gegen einen gehäusefesten Anschlag (34) gedrückt. Der Träger (l3) ist an seinem freien Ende (l3a) gabelförmig ausge­bildet und umgreift in eingeschobener Stellung der Bau­einheit (2) eine gehäusefeste Rastnase. Mit dem Einschie­ben der Baueinheit (2) in den Gehäuseoberteil (3) wird das Bimetallelement (l) in die richtige Position ge­bracht. Ein Nachjustieren kann entfallen.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schutzschalter mit thermischer Ueberstromauslösung gemäss Oberbegriff des Anspruches l.

[0002] Bei mehrphasigen Schutzschaltern dieser Art wirken die jeweils einer Phase zugeordneten Bimetallelemente mit ihrem freien Ende auf ein gemeinsames, in der Regel als Schieber ausgebildetes Betätigungsorgan ein. Durch ge­eignete Massnahmen muss sichergestellt werden, dass alle Bimetallelemente bei gleicher Erwärmung dieselbe Wirkung auf das Betätigungsorgan ausüben. Dies bedeutet, dass bei einer bestimmten Umgebungstemperatur und keinem Strom­fluss durch die Bimetallelemente die sich ausbiegenden Enden aller Bimetallelemente dieselbe Lage bezüglich des Betätigungsorganes aufzuweisen haben.

[0003] Um zum Erreichen dieses Zustandes ein Justieren nach der Montage der Bimetallelemente im Schaltergehäuse zu ver­meiden ist schon vorgeschlagen worden, an den mit den Bi­metallelementen versehenen Trägern vor dem Einbauen im Gehäuse eine Auflagefläche auszubilden, die rechtwinklig zur Ausbiegerichtung der Bimetallelemente und in einem gegebenen, gleichen Abstand von den ausbiegbaren Enden der Bimetallelemente verläuft (DE-OS 32240l2). Am Ge­häuse sind Gegenflächen ausgebildet, die alle in einer gemeinsamen Ebene liegen. Die Träger werden mit ihren Auflageflächen den Gegenflächen am Gehäuse gegenüberlie­gend am Gehäuse befestigt. Auf diese Weise wird sicherge­ stellt, dass nach erfolgter Montage der Bimetallelemente deren sich ausbiegenden Enden zwangsläufig eine aufein­ander ausgerichtete Lage einnehmen. Bei dieser bekannten Lösung kann ein Nachjustieren entfallen, doch erfordert die Herstellung der Auflageflächen an den Trägern einen gewissen Aufwand.

[0004] Aus der DE-PS 890 207 ist ein Schutzschalter der eingangs genannten Art bekannt, bei dem das Bimetallelement an einem Träger befestigt ist, der mit dem Bimetallelement eine Einheit bildet. Diese Einheit lässt sich bei der Montage in einen Gehäuseteil einschieben. Der Träger weist sich paarweise gegenüberliegende Arme auf, die sich in Ausbiegerichtung des Bimetallelementes feder­elastisch ausbiegen lassen. Beim Einbauen der aus Träger und Bimetallelement bestehenden Baueinheit legen sich diese Arme federnd an die Seitenwände des Gehäuseteils an, wodurch die erwähnte Einheit in einer bestimmten Position gehalten ist. Da dieses Positionieren der Bau­einheit durch Klemmkraft allein erfolgt, kann nicht sichergestellt werden, dass das sich ausbiegende Ende des Bimetallelementes eine genau definierte Lage einnimmt. So müssen denn auch Mittel vorgesehen werden, um nach dem Einsetzen des Bimetallelementes letzteres noch genau ein­stellen zu können.

[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrun­de, einen Schutzschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei kompakter Bauweise ebenfalls ein ein­faches und möglichst wenig aufwendiges Zusammenbauen erlaubt, bei dem jedoch ein Justieren der thermischen Ueberstromauslösung nach dem Einbauen der Bimetallele­mente entfallen kann.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches l gelöst.

[0007] Durch die am Gehäuse ausgebildeten Führungen werden beim Einschieben der Träger diese samt den an diesen befe­stigten Bimetallelementen in eine genau festgelegte Position gebracht. Somit nehmen die Bimetallelemente, bzw. deren sich auszubiegen bestimmten Bereiche nach dem Einbauen bereits die richtige Lage ein, sodass ein Justieren entfallen kann. Voraussetzung dafür ist jedoch, dass die Lage der Bimetallelemente bezüglich ihres Trä­gers bei gleicher Temperatur für alle Bimetallelemente gleich ist, was ohne grossen Aufwand bei der Befestigung der Bimetallelemente an den zugeordneten Trägern erreicht werden kann. Das lagerichtige Einbauen der Träger samt Bimetallelementen kann somit auf einfache Weise, das heisst durch Einschieben der aus Träger- und Bimetallele­menten gebildeten Baueinheiten, erfolgen.

[0008] Bevorzugte Ausführungsbeispiele bilden Gegenstand der Ansprüche 2 - ll.

[0009] Sowohl die Herstellung wie auch die Montage werden er­leichtert, wenn die Träger mit einer von diesen abstehen­den Anschlussklemme versehen sind und die mit am einen Ende an ein Bimetallelement angeschlossenen Heizwick­lungen mit Anschlusselementen verbunden sind, die ein Kontaktstück eines Schaltkontaktes tragen.

[0010] Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungs­beispiel des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigen rein schematisch:

Fig. l In Seitenansicht eine in ein nur andeutungs­weise angegebenes Gehäuse eingesetzte Bau­einheit, die aus einem Träger und einem an diesem befestigten Bimetallelement gebildet ist;

Fig. 2+3 Eine Seitenansicht der, bzw. eine Draufsicht auf die Baueinheit gemäss Fig. l in Richtung der Pfeile A, bzw. B in Fig. l; und

Fig. 4 In schematistierter Darstellung die Enden der Träger und der mit desen verbundenen Bimetallelemente zweier nebeneinander an­geordneter Baueinheiten.

[0011] Die Figuren l-3 zeigen in verschiedenen Ansichten eine einer Phase zugeordnete, ein Bimetallelement l aufwei­sende Baueinheit 2 eines mehrphasigen Schutzschalters mit thermischer Ueberstromauslösung. Die den anderen Phasen zugeordneten und in den Figuren l-3 nicht gezeigten Bau­einheiten sind gleich aufgebaut wie die Baueinheit 2 ge­mäss den Figuren l-3. Alle Baueinheiten 2 sind in an sich bekannter Weise nebeneinander in einem Gehäuse unterge­bracht, das in den Figuren nicht näher dargestellt ist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht dieses Ge­häuse aus einem Gehäuseoberteil 3 und einem mit diesem verschraubbaren Deckel 4. Sowohl der Gehäuseoberteil wie auch der Deckel 4 sind in den Figuren nur andeutungsweise angegeben.

[0012] Wie aus den Figuren l-3 weiter hervorgeht, ist das Bi­metallelement l mit einer Heizwicklung 5 versehen, die am einen Ende am mit 6 bezeichneten Befestigungspunkt mit dem Bimetallelement l verbunden ist. Am anderen Ende ist an dieser Heizwicklung 5 ein Anschlusselement 7 be­festigt, das mit einer Lichtbogenlaufschiene 8 einstük­kig ausgebildet ist. Das Anschlusselement 7 trägt ein Kontaktstück 9 eines Schaltkontaktes l0, dessen beweg­liches Kontaktstück ll an einem in Figur l schematisch dargestellten Tragarm l2 befestigt ist. Letzterer ist zum Oeffnen des Schaltkontaktes l0 in Richtung des Pfeiles C bewegbar.

[0013] Das längliche Bimetallelement l ist an einem Ende la fest mit einem metallischen Träger l3 verbunden. Letzterer trägt eine abstehende Anschlussklemme l4, welche mit dem Träger l3 aus einem Stück besteht. Die Anschlussklemme l4 ist mit einer Gewindebohrung l5 (Fig. 3) versehen, in die eine Festklemmschraube l6 (Fig. l) eingeschraubt ist. Weiter ist ein Klemmplättchen l7 vorhanden (Fig. l), das beim Drehen der Festklemmschraube l6 in Richtung des Pfeiles D (Fig. 3) gegen die Anschlussklemme l4 gedrückt wird.

[0014] Das sich bei Erwärmung in Richtung des Pfeiles E (Fig. 2) ausbiegende freie Ende lb des Bimetallelementes l greift in eine Nut l8a eines Schiebers l8 ein, der in Ausbiege­richtung E des Bimetallelementes l verschiebbar im Ge­häuse gelagert ist. Dieser Schieber l8 dient zur Betäti­gung eines in den Figuren nicht dargestellten Auslöseme­chanismus.

[0015] Der Träger l3 ist an seinem freien Ende gabelförmig aus­gebildet und weist zwei in einem Abstand voneinander ver­laufende Zungen l9 und 20 (Fig. 2) auf. Im in den Gehäu­seoberteil 3 eingeschobener Endlage der Baueinheit 2 greift zwischen die beiden Zungen l9, 20 eine Rastnase 2l (Fig. 4), welche am Gehäuseoberteil 3 angebracht ist. Die eine Zunge 20 ist plastisch verformbar, was ein Ausglei­chen von Fertigungsungenauigkeiten ermöglicht. Zu diesem Zwecke ist die Zunge 20 schmäler ausgebildet, als die andere Zunge l9. Durch die, die gehäusefeste Rastnase 2l umgreifenden Zungen l9, 20 wird der Halter l3 und somit die ganze Baueinheit 2 einerseits im Gehäuseoberteil 3 gehalten und andererseits auch zentriert und damit in einer vorbestimmten Lage gehalten. Dazu tragen auch vom Träger l3 wegragende Vorsprünge 22 und 23 bei, welche in Nuten 24, 25 eingreifen, die am Gehäuseoberteil 3 ausge­bildet sind. Diese Nuten 24, 25 erstrecken sich in Ein­schiebrichtung F der Baueinheit 2.

[0016] Durch die in die gehäusefesten Nuten 24, 25 eingreifen­den, am einen Ende des Trägers l3 angeordneten Vorsprünge 22, 23 wird der Träger l3 samt Bimetallelement l einer­seits beim Einschieben der Baueinheit 2 geführt und an­dererseits auch in der durch die Führungsnuten 24, 25 festgelegten Position gehalten. Durch die am anderen Ende des Trägers l3 ausgebildeten und die gehäusefeste Rastnase 2l zwischen sich aufnehmenden Zungen l9, 20 wird der Träger l3 weiter wie bereits erwähnt bezüglich dieser Rastnase 2l positioniert. Daraus ergibt sich, dass im Zuge des Einschiebens der Baueinheit 2 in Richtung des Pfeiles F in den Gehäuseoberteil 3 der Träger l3 zwangs­weise in eine durch die Führungsnuten 24, 25 und die Rastnase 2l festgelegte Lage gebracht wird. Dies bedeu­tet, dass bei einer gegebenen Temperatur auch das aus­biegbare Ende lb des Bimetallelementes l eine genau de­finierte Lage bezüglich des Schiebers l8 und auch bezüg­lich den den anderen Phasen zugeordneten Bimetallelemente aufweist. Dies ist in Figur 4 veranschaulicht, in der rein schematisch die Träger l3, ll3 zweier nebeneinander liegender Baueinheiten 2, l02 und die Enden lb, l00b der entsprechenden Bimetallelemente l, l00 gezeigt sind. Die Zungen l9, 20, bezw. ll9, l20 umgreifen die gehäusefesten Rastnasen 2l, bezw. l2l, die in einem gegebenen festen Abstand a voneinander angeordnet sind. Da wie bereits er­wähnt die Bimetallelemente l, l00 bezüglich der zuge­ ordneten Träger l3, ll3 dieselbe Lage haben, sind bei gleicher Temperatur die ausbiegbaren Enden lb, l00b der Bimetallelemente l, l00 in einem bestimmten Abstand an­geordnet, der durch den Abstand a der Rastnasen 2l, l2l definiert ist.

[0017] Wie aus den Figuren l und 3 hervorgeht, ist die An­schlussklemme l4 ebenfalls mit einem Vorsprung 26 ver­sehen, der in eine Nut 27 eingreift, welche sich in Ein­schieberichtung F erstreckend im Gehäuseoberteil 3 ausge­bildet ist. Durch diesen in die Nut 27 eingreifenden Vorsprung 26 werden die beim Anziehen der Festklemm­schraube l6 in Richtung des Pfeiles D auftretenenden Drehmomente übernommen. Dadurch wird verhindert, dass beim Anziehen der Festklemmschraube l6 der mit der Anschlussklemme l4 verbundene Träger l3 verformt wird.

[0018] Im Bereich des Kontaktstückes 9 ragen vom Anschlussele­ment 7 zwei Fortsätze 28, 29 weg, die in Nuten 30, 3l am Deckel 4 eingreifen. Von diesen Nuten 30, 3l ist in Figur 3 die Nut 3l nicht sichtbar und in Figur 2 die Nut 30 nicht dargestellt. Die Nuten 30, 3l erstrecken sich ebenfalls in Einschieberichtung F. Durch diese Nuten 30, 3l wird das Anschlusselement 7 und mit diesem auch die Lichtbogenlaufschiene 8 positioniert.

[0019] An diesen Fortsätzen 28, 29 greifen weiter Absätze 32, 33 an, die am Deckel 4 ausgebildet sind und durch die das Anschlusselement 7 gegen einen Anschlag 34 gedrückt wird, der am Gehäuseoberteil 3 ausgebildet ist, wie das in Figur 2 rein schematisch dargestellt ist. Das Anschluss­element 7 samt Lichtbogenlaufschiene 8 wird somit zwischen den Absätzen 32, 33 und dem Anschlag 34, das heisst also zwischen dem Gehäuseoberteil 3 und dem Deckel 4 festgehalten. Somit ist der das Kontaktstück 9 tragende Abschnitt des Anschlusselementes 7 im Gehäuse fixiert.

[0020] Das Bimetallelement l ist mit dem Träger l3, der An­schlussklemme l4, dem Anschlusselement 7 samt Lichtbogen­laufschiene 8 und dem Kontaktstück 9 zu einer Baueinheit 2 verbunden, welche auf einfache Weise durch Einschieben in den Gehäuseoberteil 3 montiert werden kann. Dabei sorgen die Nuten 24, 25 im Gehäuseoberteil 3 für eine Führung und gleichzeitige Positionierung, wozu auch die Rastnase 2l beiträgt. Das Anschlusselement 7 ist im Bereich des Kontaktstückes 9 ebenfalls geführt und po­sitioniert und zwar durch die Nuten 30, 3l im Deckel 4. Fixiert wird die Baueinheit 2 einerseits mittels der die Rastnase 2l umgreifenden Zungen l9, 20 und andererseits durch das Festklemmen des Anschlusselementes 7 zwischen dem Anschlag 34 und den Absätzen 32, 33 am Deckel 4.

[0021] Mit dem Einschieben der Baueinheit 2 wird diese somit zwangsweise positioniert, sodass sich ein Nachjustieren erübrigt. Die Fixierung der Baueinheit 2 erfolgt eben­falls zwangsweise und ohne zusätzliche Arbeitsgänge mit dem Aufschrauben des Deckels 4, der im in Figur 2 mit 35 bezeichneten Bereich gegen das Ende la des Bimetallele­mentes l und das mit diesem verbundene Ende des Trägers l3 drückt.

Ansprüche

1. Schutzschalter mit thermischer Ueberstromauslösung mit wenigstens einem an einem Träger (l3) befestigten Bi­metallelement (l), das zusammen mit dem Träger (l3) als in einen Teil (3) eines Gehäuses (3, 4) einschieb­bare Einheit ausgebildet ist, die durch beim Einschie­ben des Trägers (l3) in den Gehäuseteil (3) zur Ein­wirkung auf den Träger (l3) kommende Zentriermittel (2l; 24, 25) am Gehäuse (3, 4) in diesem in einer be­stimmten Position gehalten ist, dadurch gekennzeich­net, dass die Zentriermittel in Einschieberichtung (F) von Träger (l3) und Bimetallelement (l) verlaufende Führungen (24; 25) im Gehäuse (3, 4) aufweisen, durch die der Träger (l3) geführt ist und die die Position des Trägers (l3) samt Bimetallelement (l) in Ausbiege­richtung (E) des Bimetallelementes (l) festlegen.

2. Schutzschalter nach Anspruch l, dadurch gekennzeich­net, dass gehäusefeste Führungsnuten (24; 25) vorge­sehen sind, in die vom Träger (l3) abstehende Vor­sprünge (22; 23) eingreifen.

3. Schutzschalter nach Anspruch l oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, dass die Zentriermittel miteinander zusam­menwirkende Rastelemente (l9, 20; 2l) aufweisen, die einerseits am Gehäuse (3, 4) und andererseits am Trä­ger (l3) angeordnet sind.

4. Schutzschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­net, dass das eine Rastelement als vorzugsweise ge­häusefeste Rastnase (2l) ausgebildet ist, die zwi­schen zwei vorzugsweise am Träger (l3) vorgesehene Zungen (l9, 20) eingreift.

5. Schutzschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­net, dass die eine Zunge (20) deformierbar ist.

6. Schutzschalter nach einem der Ansprüche l - 5, da­durch gekennzeichnet, dass der Träger (l3) mit einer von diesem abstehenden Anschlussklemme (l4) versehen ist.

7. Schutzschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­net, dass die mit einer Gewindebohrung (l5) zur Auf­nahme einer Festklemmschraube (l6) versehene An­schlussklemme (l4) mittels einer gehäusefesten Füh­rung (27) gegen Verdrehung in Drehrichtung (D) der Festklemmschraube (l6) gesichert ist.

8. Schutzschalter nach einem der Ansprüche l - 7, da­durch gekennzeichnet, dass mit einer am einen Ende an das Bimetallelement (l) angeschlossenen Heizwicklung (5) ein Anschlusselement (7) verbunden ist, das ein Kontaktstück (9) eines Schaltkontaktes (l0) trägt.

9. Schutzschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­net, dass das Anschlusselement (7) vorzugsweise im Bereich des Kontaktstückes (9) in gehäusefesten Füh­rungen (30, 3l) geführt ist, die in Einschieberich­tung (F) des Trägers (l3) verlaufen.

l0. Schutzschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­net, dass die Führungen Führungsnuten (30, 3l) sind, in die vom Anschlusselement (7) wegragende Fortsätze (28, 29) eingreifen.

11. Schutzschalter nach Anspruch 9 oder l0, dadurch ge­kennzeichnet, dass das Anschlusselement (7) durch gehäusefeste Arretiermittel (32, 33) gegen einen Anschlag (34) gedrückt sind.

12. Baueinheit bestehend aus einem Träger (l3) und einem an diesem befestigten Bimetallelement (l) zur Verwen­dung in einem Schutzschalter nach einem der Ansprüche l-ll, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (l3) mit einer von diesem abstehenden Anschlussklemme (l4) versehen ist und dass mit einer am einen Ende an das Bimetallelement (l) angeschlossenen Heizwicklung (5) ein Anschlusselement (7) verbunden ist, das ein Kon­taktstück (9) eines Schaltkontaktes (l0) trägt.

Zeichnung