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Schaltschloss mit Kluehebelgesperre für selbsttätige Überstromsehalter.
Überstromschalter mit Kniehebelschaltwerk werden dadurch in der Einschaltstellung gesperrt dass das einerseits am beweglichen Schaltstück und anderseits an dem Sehaltgriff angelenkte Kniehebelpaar in der Nähe seiner Totpunktlage gehalten wird. Entweder wird das Kniehebelpaar über die Totpunktlage hinaus bis zu einem Anschlag gebracht oder kurz vor seiner Totpunktlage verriegelt oder durch Widerlager abgestützt. Bei der Auslösung drückt der Elektromagnet oder ein Bimetallkörper das Kniehebelpaar durch seine Totpunktlage hindurch oder das Auslösemittel beseitigt das Widerlager bzw. den Sperriegel.
Bimetallkörper wirken dabei meist nicht unmittelbar auf das Kniehebelpaar ein, sondern sperren einen unter Federwirkung (Kraftspeicher) stehenden Auslösehebel, der bei der Freigabe durch den sich erwärmenden Bimetallkörper gegen das Kniegelenk schlägt. Dabei ist es bekannt, den Auslösehebel bereits während der Aussehaltbewegung durch einen Teil des Steuergestänges wieder in seine Ausgangsstellung zurückzuführen, in der ihn der erkaltende Bimetallkörper wieder sperrt.
Das Auslösemittel, z. B. der Bimetallkörper, ist bei den bekannten Ausführungen ortsfest angeordnet. Dies zwingt dazu, mehrere Verbindungsleitungen sowie Schraub-oder Lotverbindungen vorzusehen. Nur von der einen Anschlussklemme kann eine Leitung unmittelbar zum ortsfesten Schalterkontakt führen, von der zweiten Anschlussklemme muss eine Leitung zum Bimetallkörper oder seinem Heizelement und von diesem eine weitere Leitung zu dem beweglichen Sehalterkontakt gelegt werden, der meist an einer gleichzeitig die Ausschaltung bewirkenden Blattfeder befestigt ist. Diese Mehrzahl von Leitungen und von Verbindungen verteuert die Herstellung, erhöht das Schaltergewicht, vergrössert seine Ausmasse und bedeutet bei nicht besonders guter Herstellung einen nicht unerheblichen
Spannungsverlust.
Während der Einschaltbewegung führen die Kniehebel, die meist bereits während des Ausschaltens in ihre Strecklage zurückgebracht wurden, eine Bewegung aus, die je nachdem, welche Kurve die Anlenkungspunkte am Schaltstück und Schaltgriff beschreiben, eine teils geradlinige, teils kurvenförmige ist. Durch besondere Lenker kann man eine fast vollkommen geradlinige Verschiebung der gestreckten Kniehebel erzielen, erreicht aber auch dann noch nicht mit Sicherheit, dass der Kniehebelknickpunkt bereits gegen Ende der Einschaltbewegung sich im günstigen Bereiche des Auslösemittels befindet.
Man hat deshalb den einen Kniehebel an dem Knickpunkt mit einem rechtwinkelig abgebogenen Sporn mit gerader oder kurvenförmiger Anschlagfläche oder den Anker des Elektromagneten mit einem Stössel versehen, der eine solche gerade oder kurvenförmige Schlagfläche aufweist.
Obwohl bei derartigen Ausführungen Gewichtserhöhungen in Kauf genommen werden, stellen sie keine befriedigende Lösung dar. Man hat deshalb vorgeschlagen, den Anker des Elektromagneten durch ein Exzenter während der Einschaltbewegung zu verschieben, so dass er stets richtig an den Knickpunkt anschlagen kann. Diese Ausführung bedeutet aber eine Verwicklung im Aufbau des Schalters.
Gegenstand der Erfindung ist ein Überstromschalter mit Kniehebelschaltwerk und Bimetallauslösung, der nicht nur die Nachteile der bekannten Ausführungen vermeidet, sondern überdies den Vorzug hat, dass er in kleinsten Abmessungen bei geringstem Gewicht hergestellt werden kann. Dies gelingt nach der Erfindung durch eine besondere Ausbildung des Schaltschlosses, u. zw. in der Weise, dass das die beweglichen Kontakte und das den Bimetallstreifen tragende Schaltstück im Einschaltzustande durch den Bimetallstreifen mit einem Auslösehebel verrastet und dass am Schaltergestell
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eine Rast vorgesehen wird, in die die einerseits an das Schaltstück angelenkten Kniehebel mit ihrem freien, mit dem Schaltgriff verbundenen Ende bei Beendigung der Einschaltbewegung einfallen.
Das besonders Eigenartige des Erfindungsgegenstandes liegt also darin, dass das Auslöseelement, also der Bimetallstreifen, nicht ortsfest, sondern beweglich angeordnet ist und nur eine einzige kleine Rast am Schaltergestell ausreicht, das gesamte Schaltschloss mit Auslösehebel und den Kniehebelpaaren in der Einschaltstellung festzuhalten.
Es ist bei Bimetallauslösern notwendig, dafür zu sorgen, dass nach erfolgter Auslösung wieder eine ordnungsgemässe Verrastung zwischen Bimetallstreifen und Auslösehebel erfolgt. Nach der Erfindung erreicht man eine wesentliche Vereinfachung bekannter Anordnungen dadurch, dass das um die gleiche Achse wie der Auslösehebel drehbare Schaltstück einen grösseren Schaltdrehwinkel als der Auslösehebel erhält. Beim Übergang aus der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung kommt also zunächst der Auslösehebel zum Stillstand, während sich das Schaltstück noch ein wenig weiterbewegt. Dadurch erreicht man eine solche gegenseitige Stellung von Schaltstück und Auslösehebel, dass der erkaltende Thermostat unbehindert wieder diejenige Stellung einnehmen kann ; in der er im Einschaltzustande den Auslösehebel verrastet.
Diese Verrastung erfolgt also bereits in der Aussehaltstellung, so dass während der Einschaltbewegung die auf den Auslösehebel einwirkende Feder gespannt wird.
Um auch schon gegen Ende der Einschaltbewegung ein richtiges Auftreffen des Auslösehebels auf den Knickpunkt der Kniehebel zu gewährleisten, erhält nach der Erfindung der eine Kniehebel einen gegebenenfalls abgekröpften, jedoch in der Hebelverlängerung liegenden Ansatz, der als Anschlag für den Auslösehebel dient. Bei den bekannten Ausführungen mit an dem einen Kniehebel rechtwinkelig abgebogenem Sporn erreicht man wohl bis zu einem gewissen Grade das richtige Auftreffen des Auslösers auf den Knickpunkt, bei einer Ausführung nach der Erfindung wird jedoch überdies durch die Hebelverlängerung ein erleichtertes Durchdrücken des Kniehebelpaares ermöglicht.
Weitere Erfindungsmerkmale, die den Erfindungsgegenstand von bekannten Ausführungen sehr vorteilhaft unterscheiden, ergeben sich an Hand eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung in Form eines einpoligen Überstromschalters nach Art eines Sockelautomaten dargestellt ist. In dieser ist Fig. 1 eine Draufsicht, Fig. 2 eine Seitenansicht des Schalters mit geschnittener Kappe, u. zw. in der Einschaltstellung. Fig. 3 veranschaulicht die Teile des Schaltschlosses in der Ausschaltstellung.
Fig. 4 stellt das Schaltstück und den Auslösehebel in einer Zwischenstellung dar. Fig. 5 lässt eine stirnseitige Ansicht des Überstromschalters erkennen.
Auf einer Sockelplatte 2 sind an einem stirnseitigen Ende die beiden Anscblusskontakte J vor- gesehen, an welchen unmittelbar die beiden gleichzeitig der Ausschaltung dienenden Blattfedern 4 befestigt sind, die an ihrem freien Ende die beiden ortsfesten Kontakte 5 tragen. Etwa in der Längsmitte des Sockels 2 ist ein starrer Rahmen 6 angeordnet, der zum Tragen fast sämtlicher Schalt-und
Gesperreteile dient. Um die Achse 7 drehbar gelagert ist das Schaltstück 8, welches aus zwei Blechen 8 a, 8b besteht, die an ihrem freien Ende durch einen Bolzen 9 miteinander verbunden sind. An diesem Bolzen 9 greifen Federn 10 an, die das Schaltschloss nach Lösen des Gesperres in die Ausschaltstellung bringen und an ortsfesten Ansätzen 11 befestigt sind.
Isoliert voneinander sind an dem Schaltstück 8 zwei Kontakte 12 angeordnet, die den ortsfesten'Kontakten J gegenüberstehen. Ferner ist an dem
Schaltstück 8, durch eine Isolierplatte 13 getrennt, ein Bimetallstreifen 14 befestigt, der sich bei Erwärmung mit seinem freien Ende in Richtung des in Fig. 2 eingezeichneten kleinen Pfeiles verbiegt.
Der Bimetallstreifen kann selbst gleichzeitig die Kontaktbrücke darstellen, in welchem Falle er unmittelbar beheizt wird. Es kann aber auch mittelbare Beheizung durch Anbringen eines Heiz- elementes am beweglichen Schaltstück vorgesehen werden. In beiden Fällen kommen die bei den bekannten Ausführungen notwendigen Verbindungsleitungen und Kontaktverbindungsstellen in Fortfall, es können also von jeder der beiden bei einpoligen Überstromsehaltern vorhandenen Anschlussklemmen die Leistungen unmittelbar zu den ortsfesten Kontakten gelegt werden. An dem Bolzen 9 angelenkt sind die Kniehebel, u. zw. je paarweise das erste Glied 15, an diesem am Bolzen 16 angelenkt das zweite Glied 17 und an diesem am Bolzen 18 angelenkt ein weiteres Hebelpaar 19, das um den festen
Bolzen 20 im Gestelle 6 drehbar gelagert ist.
Um den Bolzen 18 ist eine Rolle 21 angeordnet ; in dem
Hebel 19 ist ein Langloch vorgesehen, in welchem der die Verbindung mit dem Druckknopf 22 ver- mittelnde Bolzen 23 bewegt werden kann. Der Bolzen 23 ist in bekannter Weise in einem Langloch des Gestelles 6 geführt. Dieses besitzt einen Ansatz 24 zur Führung des Druckknopfes 22, auf den eine Feder 25 einwirkt.
Um die Achse 7 ist der Auslösehebel 26 drehbar gelagert, der zwei Ansätze besitzt. Der Ansatz 27 dient als Auflager für das freie Ende des Bimetallstreifens 14, der zweite Ansatz 28 wirkt mit dem
Anschlagbolzen 29 zusammen. Auch das Schaltstück 8 besitzt einen Ansatz 30, der mit dem Bolzen 29 zusammenwirkt. Der Ansatz 28 am Auslösehebel 26 und der Ansatz 30 am Schaltstück 8 sind so ver- setzt angeordnet, dass das Schaltstück einen etwas grösseren Schaltdrehwinkel besitzt als der Auslöse- hebel. Ist der Drehwinkel des Auslösehebels 26 beispielsweise 20 , so beträgt der Drehwinkel des Schalt-
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schaltstellung einlegt.
Auf der Achse 7 ist eine Feder 33 angeordnet, die an dem Gestell einen Festpunkt besitzt und mit ihrem freien Ende so auf den Auslösehebel 26 einwirkt, dass sie diesen in Richtung des Uhrzeigersinnes (vgl. Fig. 2) zu drehen sucht. Kleine Lagerstützen 34 sichern die Lage der Achse 7 ; diese Lagerstutzen 34 können in Fortfall kommen. Der eine Hebel des zweiten Kniehebelgliedes 17 besitzt in der Verlängerungsrichtung dieses Hebels einen Ansatz 35 (vgl. besonders Fig. 1), der so
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schalters nach der Erfindung ist folgende :
Tritt in der Einschaltstellung (Fig. 2) ein Überstrom auf, so biegt sich das freie Ende des Bimetallstreifens 14 in Richtung des eingezeichneten kleinen Pfeils aus, es gleitet von dem Rastansatz 27 des
Auslösehebels 26 ab und gibt dadurch den Kraftspeicher 33 frei.
Das freie Ende des Auslösehebels 26 schlägt gegen den Ansatz 35 und bringt dadurch den Knickpunkt 16 des Kniehebelgesperres durch die Totpunktlage hindurch, so dass die Federn 10 unter Unterstützung der Federn 4 die Kontakte rasch öffnen und das gesamte Gesperre einschliesslich des Schaltstückes in die in Fig. 3 dargestellte Ausschaltstellung bringen. Während dieser Aussehaltbewegung haben sich die Kniehebelpaare 15, 17 wieder gestreckt, der Auslösehebel 26 ist als erster in seiner Bewegung durch den Anschlagbolzen 29 gehemmt worden, während das Schaltstück 8 noch eine kleine weitere Drehbewegung ausführen konnte.
Fig. 4 veranschaulicht diese Teile in dem Augenblick, wo der Auslösehebel 26 bereits zur Ruhe gekommen ist, das Schaltstück 8 jedoch noch diese kleine Drehbewegung ausführen kann. Kühlt sich nunmehr der Bimetallstreifen 14 ab, bewegt sich also sein freies Ende in Richtung des in Fig. 3 eingezeichneten kleinen Pfeils zurück, so kann eine Behinderung bei dieser Rückbewegung nicht eintreten. Nach dem Erkalten des Thermostaten nimmt dicser eine solche Stellung ein, dass er vom Beginn der Einschaltbewegung an das Schaltstück 8 mit dem Auslösehebel 26 wieder verrastet.
Beim Druck auf den Knopf 22 wirkt das gestreckte Kniehebelgesperre 15, 1"1 auf das Schaltstück 8 ein und verdreht dieses in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn (Fig. 3) nach den ortsfesten Kontakten 5 zu. Dabei nimmt der Bimetallstreifen 14 zufolge seiner Anlage am Ansatz 27 den Auslösehebel 26 mit, so dass während der Einschaltbewegung nicht nur die Federn 10, sondern auch die Feder 33 wieder gespannt werden. Die Einschaltbewegung ist beendet, sobald die Rolle 21 des Bolzens 18 in die Rast 32 des Gestells 6 eingefallen ist.
Der Ansatz 31 des Gestells 6 hat folgende Bedeutung : Wird in der Einschaltstellung (Fig. 2) ein Druck auf den Knopf 22 ausgeübt, so überträgt sich dieser auf den Bolzen 18, und die Rolle 21 wird aus der Rast 32 herausgehoben und nach der Sockelgrundfläche zu verschoben. Da in diesem Augenblick aber der Knickbolzen 16 des Kniehebelgesperres am Anschlag 31 anliegt, muss das Kniehebelpaar 17 eine Drehung um den Bolzen 16 in Richtung des Uhrzeigersinnes ausführen, was bedeutet, dass die Kniehebelpaare 15, 17 durch die Totpunktlage hindurehgedrüekt, das Gesperre also gelöst wird. Man erreicht auf diese sehr einfache Weise eine Handauslösung mittels ein und desselben Schaltknopfes 22.
An sich ist die Verwendung ein und desselben Schaltknopfes für die Einschaltung und Handauslösung bekannt, doch sind bei den bisherigen Anordnungen besondere Mittel erforderlich in Form von doppelarmigen Hebeln u. dgl., die auf das Sehaltgesperre einwirken, jedoch beim Erfindunggegenstand fehlen.
Die Anordnung des in der Längsmitte des Schaltersockels angeordneten starren Gestells 6 hat den Vorteil eines gedrängteren Zusammenbaues des ganzen Schalters. An diesem Gestelle können sämtliche beweglichen Teile gelagert sein. Gleichzeitig dient der Ansatz 24 des Gestells 6 zur Führung des Druckknopfes 22, es dient als Rastteil (Ausnehmung 32), es dient aber weiter auch durch Ausbildung der Fläche 36 zur Führung der Rolle 21 während der Einschaltbewegung. Da sämtliche Zuführungsleitungen, Zwischenverbindungen usw. fehlen, sind die Abmessungen des ganzen Schalters und damit auch sein Gewicht auf das denkbar kleinste Mass herabgesetzt.
Verwendet man, was an sich bekannt ist, für die Herstellung der Metallteile ein Leichtmetall, so beträgt beispielsweise das gesamte Gewicht des dargestellten Überstromschalters nur 70 g.
Beim Ausführungsbeispiel ist nicht nur die Bodenplatte 2, sondern auch die Kappe 37 aus Metall hergestellt. Dies ergibt die Möglichkeit einer besonders leichten Abschirmung, die bei Verwendung derartiger Überstromschalter namentlich in Flugzeugen erwünscht ist. Zu diesem Zwecke besitzt die Sockelplatte 2 eine federnde Rohrschelle 38, in welche die bei derartigen abgeschirmten Anlagen mit einem metallenen Schutzmantel versehenen Rohrzuführungsleitungen eingelegt werden. Von den Deckelbefestigungssehrauben 39 fasst eine Fuss in dem Gewinde 40, so dass beim Anziehen dieser Befestigungsschraube die eingeführten Rohrleitungen festgeklemmt werden.
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