<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Es sind bereits Überstromselbstschalter bekannt, bei welchen die Auslösung der federbetätigten Sehalteröffnungsbewegung mittels einer durch die Stromwärme des Überstromes schmelzenden Masse erfolgt. Solche Konstruktionen weisen meistens den Nachteil auf, dass die Schalter nach einmaliger Auslösung nicht mehr oder nur nach besonderen Vorbereitungs-bzw. Wiederherstellungsarbeiten wieder verwendet werden können. Diesem Nachteil trachtete man abzuhelfen, indem man Uberstromselbstschalter konstruierte, bei welchen die Abschaltbewegung wieder rückgängig gemacht wird, solange die schmelzbare Masse noch flüssig bzw. weich ist, so dass der Schalter sich selbsttätig für eine Wiederverwendung bereitstellt.
Hiebei ist es notwendig, dass der Stromweg in der Zeit zwischen der Auslösung des Selbstschalter und dessen unmittelbar darauf folgender Wiedereinschaltung auch an einer andern Schaltstelle unterbrochen wird, die dann bei Wiedereinschaltung unabhängig von der bereits erfolgten Erstarrung der Schmelzmasse von Hand aus geschlossen werden kann.
Die beschriebenen wiedereinschaltbaren Schalter sind jedoch durch die erforderliche doppelte Stromkreisunterbrechung in Aufbau und Funktionsweise kompliziert und unübersichtlich, weshalb man bestrebt war, Schalter mit nur einer Stromunterbrechungsstelle so zu bauen, dass der bewegliche Kontaktteil des Schalters mit einem durch die erstarrte Scbmelzmasse in seiner Ruhelage festgehaltenen Verriegelungsteil in lösbarer Verbindung steht und von diesem, solange die Masse fest ist, in der Kontaktstellung gehalten wird, während er beim Schmelzen der Masse unter dem Einfluss der Feder die Öffnungsbewegung ausführt und dabei den mit ihm lösbar verbundenen Verriegelungsteil so verschiebt, dass dieser selbsttätig wieder in seine Ruhelage gelangt,
wo er durch die erstarrende Masse blockiert wird und erst bei Rückstellung des beweglichen Kontaktteiles in die Kontaktstellung mit diesem wieder einklinkt.
Die Erfindung betrifft Schalter nach der zuletzt genannten Bauart und besteht im wesentlichen darin, dass die lösbare Verbindung zwischen dem beweglichen Kontaktteil und dem Verriegelungsteil durch zwangläufig mittels Leitflächen od. dgl. gegeneinander geführte Organe erfolgt, die unabhängig von federnden Kräften lediglich unter dem Einfluss ihrer zwangläufigen Führung zusammenwirken.
Diese Ausführung hat gegenüber den bisher bekannten Schaltern, bei welchen die aus-und wieder einklinkbar Verbindung zwischen beweglichem Kontaktteil und Verriegelungsteil unter Zuhilfenahme federnder Organe erfolgte, den grossen Vorteil, dass Ermüdungserscheinungen des Materials, die nach mehrmaligen Schaltvorgängen einen Bruch der federnden Organe zur Folge haben können, völlig ausgeschlossen sind, so dass die neuen Schalter praktisch unbegrenzt verwendungsfähig bleiben.
Die Erfindung bezieht sich noch auf eine Anzahl vorteilhafter Ausgestaltungsformen des Schalters, die den Zweck haben, Aufbau und Funktionsweise des Schalters zu vereinfachen. Insbesondere soll es ermöglicht werden, die Schalter in kleine walzenförmige Patronen, z. B. in der Form der bekannten Hitzerollen von zirka 10 mm Durchmesser einzubauen.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in beispielsweiser Ausführungsform dargestellt. Die Fig. 1 und 2 zeigen Längsschnitte durch verschieden ausgebildete Schalterpatronen, bei welchen der Kontaktteil wie der Verriegelungsteil während der Schaltung Längsbewegungen ausführen.
Die Fig. 3 und 4 zeigen schematisch Einzelheiten von Schalterpatronen, bei welchen der Verriegelungsteil verdrehbar gelagert ist.
In einem walzenförmigen Patronengehäuse 1 (Fig. 1) ist zentral ein metallischer Bolzen 2 angeordnet, der am einen Ende der Patrone in einer Führung 3 längsverschieblich gelagert ist. Am
EMI1.2
<Desc/Clms Page number 2>
nach aussen. Die zylindrischen Patronenwände sind ebenfalls metallisch. Der Führungszylinder 3 ist isoliert in der Patrone befestigt. Während die metallische Patronenwand den einen Pol des Schalters bildet, ist der Bolzen 2 der zweite Sehalterpol, der mit seinem durch die Führung 3 aus der Patrone ragenden Ende die Kontaktgebung bzw. die Ein-und Ausschaltung besorgt. Der Bolzen 2 steht unter dem Einfluss einer Feder 6, die sich einerseits an einem Widerlager 7 des Gehäuses, anderseits an einem am Bolzen 2 festsitzenden Bund 8 abstützt.
Gleichachsig mit dem Bolzen 2 ist in der Patrone ein zylindrischer Körper 9 mittels eines Flansches 10 fest angeordnet. In einer rund um den Umfang des
Zylinders 9 laufenden Ausnehmung ist eine bei normaler Temperatur erstarrte, bei Erwärmung leicht schmelzbare Masse 11 eingebettet. In der Masse ist ein Heizdraht 12 verlegt, der, wenn die Schmelzmasse metallisch ist, hitzebeständig isoliert, sonst unisoliert in der Masse verlegt ist. Ausserhalb und innerhalb des isolierenden Zylinders 9 befindet sich je ein elektrisch leitender Körper 13 und M, an welche der Heizdraht 12 mit je einem Ende angeschlossen ist.
Die schmelzbare Masse ist nach aussen zu durch einen becherförmig den Zylinder 9 umgebenden Körper-M abgeschlossen. Dieser Becher ist, solange die Schmelzmasse erstarrt ist, durch diese festgehalten, bei erweichter Schmelzmasse ist er jedoch auf dem Zylinder 9längsverschieblich. Gegen einen nach aussen vorspringenden Randflansch 16 des Bechers M stützt sich eine Feder J ? ?', deren anderes Widerlager der Gehäusedeckel 5 bildet. Der
Becher 15 trägt auch einen nach innen zu vorspringenden, das Ende des Zylinders 9 übergreifenden Flansch 18.
Zwischen diesem Flansch und dem kegelig abgeschrägten Ende des Zylinders 9 ist ein zwei- oder mehrteiliger Ring 19 angeordnet, der eine der Absehrägung des Zylinders 9 entsprechend abgeschrägte äussere Begrenzungsfläche aufweist. Der grössere Aussendurchmesser des Ringes 19 ist kleiner als der Innendurchmesser des Bechers 16. Gegen den Ring 19 stützt sich ein Kranz von federnden Fingern 20, die mittels einer Hülse 21 längsverschieblich auf dem Bolzen 2 aufsitzen. Die Bewegung- möglichkeit zwischen Bolzen 2 und Hülse 21 ist einerseits durch den Bund 8, anderseits durch eine
Verdickung 22 des Bolzens 2 begrenzt.
Die Verdickung des Bolzens 2 dient gleichzeitig als Widerlager für nach innen vorspringende Nasen 23 der Finger 20, welche die Finger gegen den Ring 19 andrücken.
Im eingeschalteten Zustand stellt der Schalter eine leitende Überbrückung zwischen dem mit der Gehäusewand 1 und dem mit dem Ende des Bolzens 2 in Berührung stehenden Lsitungspol her.
Diese leitende Verbindung führt über den Bolzen 2 und den auf ihm gelagerten Federkranz 20, ferner über den Ring 19 und den Zylinder 14 zum Heizdraht ? und von hier über den Zylinder 13 zur Gehäusewand 1. Tritt in der Leitung ein Überstrom auf, der abgeschaltet werden soll, so wird die Schmelzmasse durch die erhöhte Wärmeentwicklung im Heizdraht verflüssigt, wodurch der Becher 15 seine Blockierung verliert und längs des Zylinders 9 verschoben werden kann. Dadurch kann die Feder 6 den Bolzen 2 so verschieben, dass der elektrische Kontakt am Bolzenende unterbrochen wird. Hiebei nehmen die Finger 20 den mehrteiligen Ring 19 und den Becher so lange mit, bis die Ringteile, die sich während der Bewegung längs der schrägen Anlauffläche des Zylinders 9 nach aussen bewegen, ausser Eingriff mit den Fingern 20 kommen.
Von diesem Zeitpunkt an bewegt sich der Bolzen 2 mit den Fingern 20 unter dem Einfluss der Feder 6 allein weiter, bis er seine Endlage erreicht, während der Bicher 15, dem Druck der Feder 17 folgend, in seine Ausgangsstellung zurückkehrt und hiebei auch den Ring 19 zurückführt. Da mit der Auslösung des Schalters auch der Heizdraht 12 stromlos wird, erstarrt die Sehmelzmasse bald und legt damit den Becher 15 in seiner Ausgangsstellung fest. Soll der Schalter wieder eingeschaltet werden, so wird der Bolzen 2 mittels der Kappe 4 gegen die Federkraft 6 verschoben, bis der Kontakt hergestellt ist. Bei dieser Verschiebung des Bolzens werden die Finger 20 durch den Ring 19 etwas zurückgehalten, bis die Nasen 23 nicht mehr an der Verdickung 22' des Bolzens anliegen, sondern über diese hinausragen.
Auf diese Weise bilden die Finger 20 kein Hindernis für die Rückbewegung des Bolzens 2.
Um die Kupplung zwischen dem Kontaktbolzen 2 und dem becherförmigen Verriegelungsteil zu vereinfachen, kann vorteilhaft folgende Bauart Verwendung finden. In einer Umfangsnut 24 des Bolzens 2 ist entweder ein Sprengring oder ein elastisch dehnbarer (z. B. aus einer Schraubenfeder gebildeter) Ring 25 angeordnet (Fig. 2) ; dieser Ring stützt sich, wenn sich der Schalter in der Geschlossenstellung befindet, einerseits gegen den Flansch 18 des Verriegelungsteiles 15, anderseits gegen eine wulstförmig ausgebildete Anlauffläche 26 des in der Patrone festsitzenden Körpers 14 ab. Der Nut 24 benachbart ist eine weitere Umfangsnut 27 von verhältnismässig langer axialer Erstreckung in den Bolzen 2 eingedreht.
Der Stromverlauf vom Bolzenende zur Gehäusewand erfolgt bei geschlossenem Schalter in der gleichen Weise wie bei der erstbeschriebenen Konstruktion. Fliesst ein Überstrom durch den Schalter, so wird die Schmelzmasse durch den Heizdraht erwärmt, der Verriegelungsteil wird beweglich, und der Kontaktbolzen 2 verschiebt sich unter der Einwirkung der Feder 6, so dass der Kontakt am Bolzenende unterbrochen wird, Während der Bewegung des Bolzens wird der Ring 25 gegen den Flansch 18 des Bechers 15 und gegen die Anlauffläche 26 gedrückt. Der Becher 15 wird unter dem Druck des Ringes angehoben, wobei der Ring sich zufolge seiner Elastizität aufweitet und längs der Fläche 26 nach aussen wandert.
Ist der Ring so weit aufgeweitet, dass er dem die Nut 24 begrenzenden Bolzenteil 28 kein Hindernis mehr entgegensetzt, dann bewegt sich der Bolzen 2 allein in der Richtung seiner Öffnungsbewegung weiter, während der becherförmige Verriegelungsteil15 durch die Feder 17 in seine
<Desc/Clms Page number 3>
Ausgangslage zurückgeführt wird. Während dieses Vorganges gleitet der Ring 25 über den Absatz 28 unter gleichzeitiger Verringerung seines Durchmessers in die Nut 27. Die Nut 27 hat mindestens eine solche axiale Länge, dass während der Öffnungsbewegung des Bolzens 2 der Verriegelungskörper nicht ein zweitesmal angehoben wird. Zum Schliessen des Kontaktes ist lediglich ein Zurückdrücken des
Bolzens 2 erforderlich. Während der Schliessbewegungen wird der Ring 25 wieder über den Absatz28 in die Nut 24 zurückgeführt.
Für die praktische Ausgestaltungsform der Schalter ergeben sich natürlich sehr verschiedene
Möglichkeiten ;. so kann z. B. der Schalter so ausgeführt werden, dass der zentrale, die eine Kontakt- fläche der Patrone abgebende Bolzen fix angeordnet ist, während der bewegliche Kontaktteil so wie der Verriegelungsteil zylindrisch oder becherförmig ausgebildet und innerhalb der Patrone verschiebbar ist, wobei auch die Unterbrechung des Stromkreises innerhalb der Patrone erfolgt.
Will man an Baulänge der Schalterpatrone gewinnen, so empfiehlt es sich, nicht alle beweg- lichen Schalterteile längsbeweglich auszuführen, sondern die Längsbewegungen teilweise durch Dreh- bewegungen zu ersetzen. So wird vorteilhaft der Verriegelungsteil als drehbarer Zylinder ausgebildet.
(In den Fig. 3 und 4 ist der Verriegelungsteil schematisch dargestellt, indem Teilansichten seines in eine Ebene aufgerollten Zylindermantels und Querschnitte durch denselben gezeigt werden. ) Die Bewegungsübertragung vom beweglichen Kontaktteil auf den Verriegelungsteil während der Schalter- öffnungsbewegung erfolgt über in Schlitzen geführte Finger des einen Schalterteiles. Hiebei kann die
Bewegung der Schalterteile durch Anlaufflächen gesteuert werden, die mit den Fingern zusammen- wirken. Vorteilhaft wird bei der Schalteröffnungsbewegung der Verriegelungsteil durch eine blosse Längsbewegung des beweglichen Kontaktteiles verdreht, während bei der Einschaltbewegung der
Kontaktteil neben seiner Längsbewegung auch eine Verdrehung mitmacht.
Versieht man den Zylindermantel 42 des Verriegelungsteiles mit in regelmässigen Abständen angeordneten Schrägschlitze 46, deren oberes Ende jeweils auf derselben Zylindererzeugenden liegt, wie das untere Ende des Nachbarschlitzes, so wird eine Rückdrehung des Verriegelungsteiles zwischen der Schalteröffnungsbewegung und der Blockierung des Verriegelungsteiles durch die erstarrende Schmelzmasse überflüssig, weil der in einen Schrägschlitz eingreifende Finger oder Bolzen 47 den Verriegelungsteil während der Schalter- öffnungsbewegung gerade so weit verdreht, dass der Nachbarschlitz zum Eingriff des Bolzens 47 bei der nächsten Öffnungsbewegung des Schalters bereit steht.
Der Verriegelungsteil wird also auf diese Art bei jeder Öffnungsbewegung aus seiner Ruhelage in eine neue, um einen Schlitzabstand verschobene äquivalente Lage verdreht. Die Finger 47 sind bei der Schalteröffnungsbewegung durch eine axial verlaufende Leitfläche 48 an einer Verdrehung gehindert und folgen bei der Rückbewegung des Kontaktteiles in die Kontaktstellung zuerst dem Schlitz 46, wobei sie gegenüber ihrer normalen Stellung verdreht werden, und dann einer Lsitfläche 49, durch welche sie wieder in ihre Normallage zurückgedreht werden.
Die beschriebenen Überstromselbstschalter bewähren sich insbesondere zur Sicherung von Schwachstromkreisen, z. B. in Telephonanlagen u. dgl., können aber auch zur Abschaltung grösserer Ströme herangezogen werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Wiedereinschaltbarer Überstromselbstschalter mit Auslösung der durch eine Feder betätigten Sehalteröffnungsbewegung mittels einer durch die Stromwärme des Überstromes schmelzenden Masse, wobei der bewegliche Kontaktteil mit einem durch die erstarrte Masse in seiner Ruhelage festgehaltenen Verriegelungsteil in lösbarer Verbindung steht und von diesem, solange die Masse fest ist, in der Kontaktstellung gehalten ist, während er beim Schmelzen der Masse unter dem Einfluss der Schalter- öffnungsfeder die Öffnungsbewegung ausführt und dabei den Verriegelungsteil mehr oder weniger weit mitnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindung zwischen dem beweglichen Kontaktteil und dem Verriegelungsteil durch zwangläufig mittels Leitflächen od. dgl.
gegeneinander geführte Organe erfolgt, die unabhängig von federnden Kräften lediglich unter dem Einfluss ihrer zwangläufigen Führung zusammenwirken.