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Schalter mit thermomagnetischer Auslösung, insbesondere
Motorschutzschalter
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Für die Herstellung und Lagerhaltung ist es vorteilhaft, den Kurzschlussauslöser als Einheit so auszubilden, dass er an dem entsprechend mit Vorkehrungen versehenen Schaltergehäuse wahlweise ansetzbar ist.
Um in Richtung der Einbautiefe an Raum sparen und um ferner den Schalter für einen universellen Gebrauch geeigneter machen zu können, kann dasBetätigungsorgan an einer parallel zur Bewegungsrich- tung des Schaltgliedes verlaufendenSchalterfläche vorgesehen sein. Der Schalter wird durch eine solche Massnahme besonders niedrig, so dass er sich als Einbaugerät hervorragend für Küchenmaschinen od. dgl. eignet, wo er zugleich als Motorschutzschalter und als Ein- und Ausschalter dienen kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt, u. zw. zeigen die Fig. 1-3 den Schalter in drei verschiedenen Stellungen der Kontaktbrücke, die Fig. 4-7 den Schalter mit dem zur Schaltstellungsanzeige dienenden Druckknopf, die Fig. 8 und 9 den Schalter mit einem Betätigungsorgan für das Ein- und Ausschalten und die Fig. 10-12 eine weitere Ausbildungsmöglichkeit.
IneinemGehäuse l istderEinschaltdruckknopf 2 geführt, der unter der Wirkung einer Feder 3 steht, die ihn immer in die äussere Stellung bewegt. Die Einschaltbewegung des Druckknopfes 2 wird durch einen imGehäuse l vorgesehenenAnschlag 4 begrenzt. Die Kontaktbrücke 5 ist an einem Stössel 6 befestigt, der in einer Bohrung des Druckknopfes 2 und ferner im Gehäuse l geführt ist.
Eine Feder 7 drückt den Stössel in der Ausschaltstellung gegen entsprechende Anschlagflächen im Ge- häuse 1. Mit dem Stössel 6 bzw. der Kontaktbrücke 5 ist eine Scheibe 8 aus Dauermagnetwerkstoff verbunden.
Im Gehäuse 1 befinden sich die Festkontakte 9 und 10 mit ihren Anschlüssen 11 und 12.
Eine Scheibe 13 aus Thermoferrit befindet sich am Boden des Gehäuses 1 unterhalb der Festkontakte 9 und 10. Die Thermoferritscheibe 13 wird durch einen Heizwiderstand 14 beheizt, der einerseits mit dem Anschluss 11 für den Festkontakt 9 und anderseits mit dem Festkontakt 9 verbunden ist. Um einen guten Wärmeübergang zu erreichen, wird der Heizwiderstand 14 durch eine Feder 15 an die Thermoferritscheibe 13 angedrückt. Zwischen Feder 15 und Heizwiderstand 14 befindet sich eine Isolierplatte 16, die aus Keramik oder Glimmer bestehen kann.
Soll der Schalter eingeschaltet werden, so wird der Druckknopf 2 gedrückt. Seine Bewegung wird durch den Anschlag 4 begrenzt. Die Kontaktbrücke 5 ist durch die Einschaltbewegung von Hand bis in die in Fig. 2 dargestellte Stellung gelangt. In dieser Stellung befindet sich der Dauermagnet 8 bereits so nahe an der Thermoferritscheibe 13, dass die Endphase des Einschaltens durch Magnetkraft erfogt. DasSchliessen derKontaktevonHand ist also nicht möglich, sondern die Thermoferritscheibe 13 muss eine Temperatur unterhalb des Curiepunktes aufweisen, damit ein Schliessen der Kontakte durch die Magnetkraft erfolgt. Fig. 3 zeigt die Einschaltstellung, bei der der Druckknopf 2 nach Loslassen desselben durch die Feder 13 in die Ausgangsstellung zurückbewegt ist.
Wird nun das Thermoferrit durch die Heizwicklung entsprechend erwärmt, so sinkt seine Permeabilität plötzlich auf 1 ab. Der Dauermagnet 8 wird daher von der Feder 7 nach oben bewegt, wodurch die Kontakttrennung erfolgt. Diese Öffnungsbewegung erfolgt auch dann, wenn der Druckknopf gedrückt bleibt.
Die Abkühlung der Thermoferritscheibe 3 kann durch besondere Massnahmen der Abkühlung des zu schützenden Gerätes angepasst sein. Diese Massnahmen können in einer wärmeisolierenden Ummantelung, die die Abkühlzeit verlängert oder in einer Belüftung zur Verkürzung der Abkühlzeit bestehen. Die Auslösetemperatur des Thermoferrits muss mit der Grenztemperatur des schützenden Gerätes nicht übereinstimmen.
Der Druckknopf 2 ist aus durchsichtigem Material, während der Stössel 6 zweckmässig in einer leuchtenden Farbe gehalten ist. Die Schaltstellungsanzeige beim Schalter nach den Fig. 1-3 ist daher durch den Druckknopf 2 hindurch durch die Lage des Stössels 6 gegeben.
Die den Stössel 6 in die Ausschaltstellung bewegende Feder 7 muss relativ schwach bemessen sein, damit die Magnetkraft die Federkraft im letzten Teil der Einschaltbewegung überwinden kann. In der Ausschaltstellung ist daher eine Bewegung der Kontaktbrücke bzw. des Stössels durch Erschütterungen leicht möglich. Um dies zu vermeiden, kann beispielsweise im Gehäuse ein Weicheisenteil vorgesehen werden, durch das in der Ausschaltstellung die magnetischen Kraftlinien des Dauermagneten 8 kurzgeschlossen werden. Die Kontaktbrücke ist daher auch in ihrer Ausschaltstellung erschütterungsfest ge- halten. Beim Einschalten ist durch den Druck auf den Einschaltdruckknopf 2 und den Stössel 6 diese Magnetkraft leicht zu überwinden.
Nach den Fig. 4-7 ist im Druckknopf 2 ein Langloch 20 vorgesehen, durch das hindurch ein am Stössel 6 angebrachter Stift 21 führt. In Fig. 4 ist die Ausschaltstellung gezeichnet, bei der der Stössel 6 durch die Feder 7 in seiner Ausschaltstellung gehalten wird. Die Feder 3 drückt den Druckknopf 2 ebenfalls nach oben, so dass der Stift 21 am unteren Ende des Langloches 20 sich
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befindet.
Wird der Druckknopf 2 im Einschaltsinne betätigt, so erfolgt zunächst ein Totgang desselben, d. h. der Stössel 6 wird vom Druckknopf 2 erst dann mitgenommen, wenn das obere Ende des Langloches 20 zur Anlage an den Stift 21 kommt. Diese Stellung ist in Fig. 5 gezeigt. Erst jetzt erfolgt 'beim Weiterdrücken des Knopfes 2 eine Mitnahme des Stössels 6 über den Stift 21, u. zw. so lange bis der Druckknopf 2 entsprechend der Fig. 6 in seine unterste Stellung gebracht ist, in der die Kontaktbrücke 5 von den Festkontakten 9, 10 noch einen Abstand aufweist. Die Kontaktschliessung erfolgt nun allein durch die Magnetkraft. Durch diese Bewegung gelangt der Stift 21 an das untere Ende des Langloches 20 des eingedrückten Knopfes 2, der somit nicht in die Ausschaltstellung zurückkehren kann, da er vom Stift 21 in der Einschaltstellung gehalten wird.
Diese Lage ist in Fig. 7 dargestellt.
Voraussetzung für die Wirkungsweise ist lediglich, dass die Höhe des Langloches 20 mindestens demKontaktabstand entspricht, der nach Fig. 6 gegeben ist, bei dem also dieEinschaltbewegung nur noch durch dieMagnetkraft erfolgt. Wäre das Langloch kürzer als dieser Abstand, so käme ein Kontaktschluss nicht zustande. Es kann natürlich das Langloch auch im Bolzen 6 und der Stift im Druckknopf 2 angeordnet sein, wodurch sich dieselbe Wirkung ergibt.
In den Fig. 8 und 9 ist das Schaltergehäuse 2 mittels eines Bügels 30 und der Befestigungsmit- tel 31 an einer Gerätewand 32 befestigt. Fest im Gehäuse l angebracht ist der Teil 13 aus Thermoferrit, das beispielsweise von einem rechteckigen Plättchen gebildet sein kann. Es ist mit einer Durchgangsöffnung 33 versehen, durch die die Schaltstange 6 hindurchtritt. An der Schaltstange 6 sind der Dauermagnet 8 sowie die Kontaktbrücke 5 befestigt. Die Kontaktbrücke 5 steht unter der Wirkung einer Feder 34 und wirkt mit den Festkontakten 9, 10 zusammen. Das Thermoferritplättchen 13 ist mit einer Beheizung 14 versehen, die von der Feder 15 an das Thermoferritplättchen 13 gedrückt wird. Zwischen Feder 15 und derHeizwindung 14 ist eine Isolierschicht 16 vorgesehen.
Die Schaltstange 6 wird von einer Feder 7, die sich am Boden des Gehäuses l abstützt, nach oben gedrückt. Der Dauermagnet 8 liegt an dem Bügel 30 an, und da dieser aus einem magnetischen Werkstoff besteht, wird die Schaltstange auch durch Magnetkraft in der Ausschaltstellung gehalten. Am oberen Ende der Schaltstange 6 ist ein Stift 35 vorgesehen, der durch eine Ausnehmung 36 in der das Betätigungsorgan bildenden Wippe 37 hindurchtritt. Natürlich kann der Stift auch an der Wippe und die Ausnehmung in der Schaltstange sich befinden. Die Wippe 37 ist im Punkt 38 im Gehäuse 1 bzw. in einem Teil desselben gelagert. Die Ausnehmung 36 ist derart ausgebildet, dass sich der Stift 35 der Schaltstange 6 in der Ausnehmung 36 wie in einem Lang- loch bewegen kann. Die Wippe 37 liegt in der Ausschaltstellung mit einem Anschlag 39 an einem Gehäuseteil an.
In derEinschaltstellung kommt der Anschlag 40 der Wippe 37 zur Anlage mit einem ändern Gehäuseteil. Die Wippe 37 kann unter der Wirkung einer zusätzlichen nicht darge- stellten Kippfeder stehen.
In Fig. 8 ist der Schalter in Ausschaltstellung gezeichnet. Bei Betätigung der Wippe 37 im Einschaltsinne wird der Stift 35 und damit die Schaltstange 6 nach unten gedrückt, wobei der Dauermagnet 8 vom Teil 30 losgerissen wird. In dem Augenblick, in dem der Anschlag 40 der Wippe 37 am Gehäuse zur Anlage kommt, ist die Schliessung der Kontakte noch nicht erfolgt, sondern diese erfolgt jetzt unter Weiterbewegung der Schaltstange 6 durch die Wirkung des Dauermagneten 8 in Verbindung mit dem Thermoferritplättchen 13. Der Weiterbewegung der Schaltstange 6 in Schliessrichtung steht durch die Ausnehmung 36 nichts entgegen. Die Einschaltstellung zeigt Fig. 9.
Die Ausschaltung von Hand erfolgt durch Betätigung der Wippe 37, wobei diese über die Ausneh- mung 36 und den Stift 35 der Schaltstange 6 den Dauermagneten 8 von dem Thermoferrit- plättchen 13 abreisst. Die Schaltstange 6 bewegt sich unter der zusätzlichen Wirkung der Feder 7 nach oben, wobei sich der Dauermagnet 8 an den Bügel 30 anlegt. Die Wippe 37 wird dadurch auch von der Schaltstange 6 wieder in ihre Ausgangsstellung nach Fig. 1 gebracht. Die Öffnung erfolgt also genau wie die Kontaktschliessung schlagartig.
Der Schalter kann mit einer Kurzschlussschnellauslösung versehen werden, indem ein Kurzschlussauslöser in Form einer strichliert angedeuteten Kurzschlussspule 41 mit Kurzschlussanker 42 an das
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mit eingeschlossen sein. Der Anker 42 steht dabei in Wirkverbindung mit der Schaltstange 6, u. zw. über eine strichliert angedeutete Stange 43. Das Schaltergehäuse 1 kann auch so ausgebildet sein, dass der aus einer Einheit bestehende Kurzschlussauslöser nachträglich wahlweise an dem
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Gehäuse 1 angebracht werden kann. Hinsichtlich der Lagerhaltung ergibt sich dadurch ein besonderer Vorteil.
Im Falle eines auftretenden Kurzschlusses wird der Anker 42 in die Spule 41 hineingezogen, wodurch die Stange 43 auf die Schaltstange 6 einwirkt, wobei dann der Dauermagnet 8 vom Thermoferritplättchen 13 abgerissen wird und einen Kontaktöffnung erfolgt.
Der Schalter nach den Fig. 10-12 besteht aus den beiden Schalenhälften 51 und 52. Der innere Aufbau dieses Schalters entspricht im wesentlichen dem des Schalters nach Fig. 8 und 9. Für gleiche Teile wurden daher auch gleiche Bezugszahlen verwendet.
In eine Ausnehmung 53 der Schaltstange 6 greift ein Vorsprung 54 der Schaltwippe 55 ein. Die Schaltwippe 55 ist mittels eines Bolzens 56 in kragenförmigen Erhöhungen 57 der Gehäusehälfte 51 gelagert. Wandungsteile 58 der Wippe 55 übergreifen die kragenförmigen Erhöhungen 57 der Gehäusehälfte 51. Der Vorsprung 54 hat in der Ausnehmung 53 reichlich Spiel. Wird von Fig. 10 ausgehend die Schaltwippe 55 in die andere Stellung bewegt, so nimmt der Vorsprung 54 die Schaltstange 6 mit. Die Kontakte werden jedoch durch die Bewegung der Schaltwippe 55 noch nicht geschlossen, sondern der letzte Teil der Bewegung erfolgt allein unter der Wir- kung derMagnetkraft zwischen den Teilen 13 und 8.
Damit eine Weiterbewegung der Schaltstange 6 bis in die Schliessstellung der Kontakte möglich ist, muss der Vorsprung 54 mit reichlich Spiel in die Ausnehmung 53 eingreifen. Der Ausschaltvorgang von Hand ist entsprechend.
Die Schaltstange 6 istindenGehäusevorsprüngen 59 geführt. Diese sind ballig ausgeführt, so dass sich die Schaltstange 6 in gewissen Grenzen einstellen kann und in jedem Falle eine satte Auflage des Magneten 8 auf dem Teil 13 gewährleistet ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schalter mit thermomagnetischer Auslösung, insbesondere Motorschutzschalter, mit einem Betätigungsorgan und mit einem mit diesem in Wirkverbindung stehenden Schaltglied, das unter der Wirkung eines Dauermagneten so lange in der Einschaltstellung gehalten wird, bis ein mit diesem zusammenwirkender Teil mit temperaturabhängiger Permeabilität über eine bestimmte Temperatur erwärmt wird, wobei das Betätigungsorgan das Schaltglied nur bis in die Nähe der Einschaltstellung bringt und die
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wirksam werdende Magnetkraftnet, dass die Mitnahme des Schaltgliedes (6, 5) durch das Betätigungsorgan (2, 37, 55) über ein im Betätigungsorgan vorgesehenes Langloch (20, 36) und einem am Schaltglied (6, 5) angebrachten, das Langloch (20, 36) durchdringenden Stift (21, 35) oder umgekehrt erfolgt.