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Elektrische Übertemperatursicherung
Die Erfindung betrifft eine elektrische übertemperatursicherung, bei der ein einen definierten Schmelzpunkt aufweisender Schmelzkörper die Sicherung auslöst, die mindestens einen festen und einen beweglichen elektrischen Kontaktteil aufweist.
Es ist bereits eine Übertemperatursicherung bekannt, die zur Anzeige von Temperaturerhöhungen einen federbelasteten, beweglichen Kontaktteil und einen festen Kontaktteil aufweist, wobei zwischen diesen Kontaktteilen ein aus einer elektrisch isolierenden, bei erhöhter Temperatur schmelzenden Masse bestehenden, auswechselbaren Isolierstoff (Schmelzkörper) vorgesehen ist. Diese Anordnung weist den Nachteil auf, dass der Schmelzkörper unmittelbar im Stromkreis liegt.
Weiters ist eine Auslöseeinrichtung bei elektrischen Temperaturmeldern bekannt, bei der ein Hohlkörper aus nichtleitendem Werkstoff mit einem Stoff gefüllt ist, der zufolge seines grösseren Ausdehnungskoeffizienten als der Hohlkörperwerkstoff oder zufolge Verdampfung bei einer bestimmten Temperatur den Hohlkörper sprengt, der mit einer Kontakteinrichtung innen ausgestattet ist, die in die elektrische Leitung eingesetzt ist und quer zur Überbrückungsrichtung unter Federdruck steht, so dass nach dem Sprengen des Hohlkörpers ein elektrischer Strom unterbrochen oder geschlossen wird. Diese übertemperatursicherung ist verhältnismässig aufwendig im Aufbau.
Eine wesentlich einfachere elektrische übertemperatursicherung wird gemäss der Erfindung geschaffen, die zwei in einem Isolierkörper vorgesehene elektrische Anschlusslamellen und eine diese elektrisch überbrückende Blattfeder aufweist, die mit einem Teil gegen einen im Isolierkörper geführten Stössel liegt, der in einem axial gerichteten Hohlraum eine gegen die Blattfeder über den Stössel bei einer Temperaturüberschreitung wirksam werdende, aber von einem Schmelzkörper oder Schmelzlot vorgespannt gehaltene Druckfeder aufweist, wobei der Stössel mit der Schmelzkörperseite durch die Blattfeder gegen eine auf Temperaturüberschreitung zu prüfende bzw. zu überwachende Fläche liegt.
Durch die Erfindung ist eine den Vorschriften entsprechende übertemperatursicherung hergestellt, die sehr klein ausgebildet werden kann, so dass sie auch in kleine Geräte einbaubar ist.
Die Blattfeder weist an ihren Enden Krümmungen auf, mit welchen sie in Vertiefungen der Anschlusslamellen gesichert ist, so dass die Blattfeder als Kontaktbrücke mit den Anschlusslamellen einen innigen Kontakt herstellt. Die Blattfeder weist in ihrer Mitte einen gegen den Stössel anliegende U-förmige Auskröpfung auf.
Die Blattfeder erhält so eine spezielle Wellenform, die im Zusammenwirken mit den in den beiden Anschlusslamellen befindlichen Vertiefungen Wirkungen ergibt, welche für die Funktion der Temperatursicherung wesentlich sind, u. zw. aus folgenden Gründen : Erstens hat die als Blattfeder ausgebildete elektrische Brücke zwischen den beiden Anschlusslamellen den erforderlichen Kontaktdruck für die beiden Kontaktstellen und zugleich den Anpressdruck des als Temperaturpatrone wirkenden Stössels gegen die abzufühlende Fläche zu erbringen. Zweitens ist bei langsamem Temperaturanstieg in der Nähe der Ansprechtemperatur eine schleichende Abscherung des Schmelzkörpers zu erwarten, wobei der Stössel der Temperaturpatrone einen Weg von ungefähr 1 mm in Richtung gegen die Blattfeder ausführt.
Dieser Vorhub darf nicht zum Ansprechen der Sicherung führen, da in diesem Stadium die notwendigen Ausschalt-Luftstrecken noch nicht gegeben sind. Der Vorhub muss deshalb
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von der Blattfeder durch elastische Verformung aufgenommen werden. Drittens sollen ie vorgenannten Vorspannungen der Blattfeder, welche sich durch die schleichende Bewegung des Stössels in der Ausstossrichtung ergeben, einerseits die Kraftkomponente für die Einrastung erhöhen und anderseits durch verstärkten Kontaktdruck etwaige, durch Bewegung der Federendkrümmungen hervorgerufene Erhöhungen des Kontakt-übergangswiderstandes ausschalten.
Und viertens, wenn nach Abscherung des
Schmelzkörpers die Freigabe des Stössels erfolgt, soll sich während des Ausstossvorganges die Blattfeder so verformen, dass die Kraftkomponente der Einrastung rasch abnimmt, wodurch mit Sicherheit die elektrische Brücke ausgestossen wird.
Um ein rasches Lösen der Blattfeder von den Anschlusslamellen zu bewirken, sind die Anschlusslamellen oberhalb ihrer Vertiefung nach aussen abgebogen und mit dem die Vertiefung aufweisenden Teil in gegenüberliegenden schlitzförmigen Ausnehmungen des Isolierkörpers befestigt, wobei zwischen den Anschlusslamellen des Isolierkörpers eine mittlere gestufte Ausnehmung des Isolierkörpers zur Führung des Stössels vorgesehen ist. Der im wesentlichen zylindrische Stössel weist an der blattfederseitig abgewendeten Stirnseite eine koaxiale Bohrung auf, in der eine schraubenförmige Druckfeder unter Vorspannung von einem Schmelzkörper oder Schmelzlot gehalten ist, das von Klammern oder einer umgebördelten Hülse am Stössel gesichert ist.
Damit die Blattfeder durch den Stössel nicht beliebig weggeschleudert wird, ist an der Isolierkörperoberseite quer zur Längsrichtung der Blattfeder eine Nut zum Befestigen eines Fangstiftes oberhalb der Blattfeder für ihre Halterung ausserhalb ihres Eingriffes mit den Anschlusslamellen angeordnet. Diese Ausführung wird vorzugsweise in Anwendung kommen, wenn Temperaturen über 1500C zu überwachen sind, in welchem Falle Isolierkörper und Stössel aus einem hochhitzebeständigen Isolierstoff, wie z. B. Steatit bestehen.
Zur überwachung einer Temperatur unter 1500C kann der Stössel aus Kunststoff bestehen, der gegenüberliegend an der blattfederseitigen Stirnseite in axialer Richtung vorstehende Zungen mit gegensinnig gerichteten Schnapphaken für die Halterung der Blattfeder aufweist, um eine Verbindung von Blattfeder und Stössel herzustellen.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen übertemperatursicherung vergrössert in Fig. 1 in einem vertikalen Mittelschnitt, in Fig. 2 in Draufsicht und in Fig. 3 in einem Vertikalschnitt von der Seite dargestellt. Die Fig. 4 zeigt die Ausbildung eines Stössels aus Kunststoff.
Mit-l-ist der Isolierkörper bezeichnet, der vorzugsweise aus Steatit besteht und als Gehäuse dient, in dem die Anschlusslamellen-2, 3-- für die elektrischen Leitungen in schlitzförmigen Ausnehmungen --4,5-- befestigt sind, wobei die Anschlusslamellen einerseits durch Verbreiterungen - und anderseits durch eine Aufspreizung des im Gehäuse --1-- befindlichen geschlitzten Endes --7-- gesichert sind. In einer oberen länglichen Ausnehmung --8-- des Gehäuses ist eine die Anschlusslamellen-2, 3- überbrückende Blattfeder-9-angeordnet, die an en Enden Krümmungen --9a-- aufweist, mit welchen sie in gerundete Vertiefungen --2a bzw. 3a-der Anschlusslamellen --2 bzw.3-- gesichert ist.
Die Anschlusslamellen sind oberhalb der Vertiefungen
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-2a, 3a--gestuften ausnehmung --11-- des Isolierkörpers --1-- vorgesehen ist.
Der im wesentlichen zylindrische Stössel-10-weist eine koaxiale Bohrung --10a-- auf, in der eine schraubenförmige Druckfeder --12-- vorgesehen ist, die von einem Plättchen aus
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Stössel--10--gesichert,--l-- gesichert, der einen Ansatz--18--aufweist, mit dem die übertemperatursicherung auf dem vor einer übertemperatur zu schützenden Gerät oder Vorrichtung mit einer Schraube befestigt wird, wobei der Stössel --10-- mit der Lotpille-15-gegen die heisse Fläche des Gerätes durch die Blattfeder --9-- gehalten ist.
Die Blattfeder --9-- übt somit zwei Funktionen aus, u. zw. einerseits stellt sie als Brücke die elektrische Verbindung zwischen den Anschlusslamellen--2 und 3--her und anderseits hält sie ein temperaturempfindliches, bei Temperaturüberschreitung wirksam werdendes und die Brücke von den Anschlussklemmen lösendes Glied gegen den auf übertemperatur zu überwachenden Gegenstand.
An der Isolierkörperoberseite ist eine zur Längsrichtung der Blattfeder--9--quer angeordnete Nut --19-- vorgesehen, in der ein Fangstift --20-- befestigt, vorzugsweise eingekittet ist. Die
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Wirkungsweise der Übertemperatursicherung ist folgende :
Erreicht die Fläche --23-- eines elektrischen Gerätes, gegen die die Obertemperatursicherung anliegt, eine den Sollwert übersteigende Temperatur, dann schmilzt die Lotpille --15--, die vorgespannte Feder --12-- kommt gegen die Fläche-23-zum Anliegen und drückt den Stössel - -10-- in Richtung zur Blattfeder --9-- bis er mit seinem Ringansatz-10b-gegen die Stufe der Ausnehmung --11-- anschlägt.
Dabei löst der Stössel die Blattfeder aus den Vertiefungen - -2a, 3a-- der Anschlusslamellen und unterbricht den elektrischen Strom zwischen den Anschlusslamellen-2, 3--. Die Blattfeder --9-- wird dabei zwischen dem Fangstift --20-- und dem Stössel-10-ausserhalb des Eingriffes mit den Anschlusslamellen-2, 3- gehalten.
Ist eine Temperatur unter 1500C zu überwachen, dann kann der Stössel--10--, der sonst gleichfalls wie der Isolierkörper aus einem hochhitzebeständigen Isolierstoff, wie z. B. Steatit, besteht,
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zum Erfassen der Blattfeder--9--dienen, so dass der Fangstift--20--entfallen kann, weil die Blattfeder --9-- vom ausgestossenen Stössel--10'--gefangen ist. In diesem Falle kann auch der Klebestreifen--17--entfallen, weil Blattfeder und Stössel durch die Haken und Zungen verbunden sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrische Obertemperatursicherung, bei der ein einen definierten Schmelzpunkt aufweisender Schmelzkörper die Sicherung auslöst, die mindestens einen festen und einen beweglichen elektrischen Kontaktteil aufweist, gekennzeichnet durch zwei in einem Isolierkörper (1) vorgesehene elektrische Anschlusslamellen (2, 3) und eine diese elektrisch überbrückende Blattfeder (9), die mit einem Teil (9b) gegen einen im Isolierkörper (1) geführten Stössel (10) liegt, der in einem axial gerichtetem Hohlraum (10a) eine gegen die Blattfeder (9) über den Stössel (10) bei einer Temperaturüberschreitung wirksam werdende, aber von einem Schmelzkörper (15) oder Schmelzlot vorgespannt gehaltene Druckfeder (12) aufweist, wobei der Stössel (10) mit der Schmelzkörperseite durch die Blattfeder (9)
gegen eine auf Temperaturüberschreitung zu prüfende bzw. zu überwachende Fläche (23) liegt.
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Electrical overtemperature protection
The invention relates to an electrical excess temperature fuse, in which a melting body having a defined melting point triggers the fuse, which has at least one fixed and one movable electrical contact part.
An excess temperature fuse is already known, which has a spring-loaded, movable contact part and a fixed contact part to display temperature increases, with an exchangeable insulating material (fusible body) consisting of an electrically insulating mass that melts at elevated temperature being provided between these contact parts. This arrangement has the disadvantage that the melting body is located directly in the circuit.
Furthermore, a trigger device for electrical temperature detectors is known in which a hollow body made of non-conductive material is filled with a substance which, due to its larger coefficient of expansion than the hollow body material or due to evaporation at a certain temperature, bursts the hollow body, which is equipped with a contact device inside is inserted into the electrical line and is under spring pressure transversely to the bridging direction, so that an electrical current is interrupted or closed after the hollow body has been exploded. This excess temperature protection is relatively complex in structure.
A much simpler electrical excess temperature protection is created according to the invention, which has two electrical connection lamellas provided in an insulating body and a leaf spring electrically bridging them, one part of which rests against a plunger guided in the insulating body, the one against the leaf spring in an axially directed cavity the plunger becomes effective when the temperature is exceeded, but held pretensioned by a fusible link or fusible link, the plunger with the fusible side by the leaf spring against a surface to be tested or monitored for temperature exceedance.
The invention produces an excess temperature protection device which complies with the regulations and which can be made very small so that it can also be installed in small devices.
At its ends, the leaf spring has curvatures with which it is secured in recesses in the connection lamellas, so that the leaf spring, as a contact bridge, makes intimate contact with the connection lamellas. In its center, the leaf spring has a U-shaped bend resting against the plunger.
The leaf spring is given a special wave shape which, in cooperation with the depressions in the two connecting lamellas, results in effects that are essential for the function of the thermal fuse, u. For the following reasons: First, the electrical bridge, designed as a leaf spring, between the two connecting lamellas has to provide the necessary contact pressure for the two contact points and at the same time the contact pressure of the plunger acting as a temperature cartridge against the surface to be sensed. Secondly, if the temperature rises slowly in the vicinity of the response temperature, a gradual shearing off of the melting body is to be expected, with the plunger of the temperature cartridge executing a path of approximately 1 mm in the direction towards the leaf spring.
This forward stroke must not cause the fuse to respond, as the necessary clearance clearances are not yet available at this stage. The forward stroke must therefore
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be absorbed by the leaf spring by elastic deformation. Thirdly, the aforementioned pretensioning of the leaf spring, which results from the creeping movement of the plunger in the ejection direction, should on the one hand increase the force component for the latching and on the other hand, through increased contact pressure, eliminate any increases in contact resistance caused by movement of the spring end curvatures.
And fourth, if after shearing the
Melt body the release of the plunger takes place, the leaf spring is to deform during the ejection process so that the force component of the latching decreases rapidly, whereby the electrical bridge is ejected with certainty.
In order to bring about a quick release of the leaf spring from the connection lamellas, the connection lamellae are bent outwards above their recess and fastened with the part having the recess in opposite slot-shaped recesses of the insulating body, with a central stepped recess of the insulating body between the connecting lamellas of the insulating body for guidance of the plunger is provided. The essentially cylindrical plunger has a coaxial bore on the end face facing away from the leaf spring side, in which a helical compression spring is held under pretension by a fusible link or fusible link which is secured on the plunger by clips or a flanged sleeve.
So that the leaf spring is not thrown away arbitrarily by the plunger, a groove for attaching a catch pin is arranged on the upper side of the insulating body transversely to the longitudinal direction of the leaf spring for holding it outside of its engagement with the connecting lamellas. This version is preferably used when temperatures above 1500C are to be monitored, in which case the insulating body and plunger made of a highly heat-resistant insulating material, such as. B. consist of steatite.
To monitor a temperature below 1500C, the plunger can be made of plastic, which has axially protruding tongues with oppositely directed snap hooks for holding the leaf spring in order to establish a connection between the leaf spring and the plunger.
In the drawings, an embodiment of an excess temperature protection device according to the invention is shown enlarged in FIG. 1 in a vertical center section, in FIG. 2 in a top view and in FIG. 3 in a vertical section from the side. Fig. 4 shows the formation of a plunger made of plastic.
With -l- the insulating body is designated, which is preferably made of steatite and serves as a housing in which the connection lamellas 2, 3-- for the electrical lines are fastened in slot-shaped recesses --4,5--, with the connection lamellas on the one hand are secured by widening - and on the other hand by spreading the slotted end --7-- located in the housing --1--. In an upper elongated recess --8-- of the housing, a leaf spring -9- bridging the connecting lamellae -2, 3- is arranged, which has curvatures -9a- at its ends, with which it can be inserted into rounded depressions -2a or 3a-the connection lamellas --2 or 3-- is secured.
The connection lamellas are above the recesses
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-2a, 3a - stepped recess --11-- of the insulating body --1-- is provided.
The essentially cylindrical plunger -10- has a coaxial bore --10a-- in which a helical compression spring --12-- is provided, which consists of a small plate
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Plunger - 10 - secured, - l - secured, which has an attachment - 18 - with which the excess temperature fuse is attached to the device or device to be protected from excess temperature with a screw, the plunger - 10-- with the solder pill-15- is held against the hot surface of the device by the leaf spring --9--.
The leaf spring --9-- thus has two functions, u. On the one hand, it acts as a bridge to establish the electrical connection between the connection lamellas - 2 and 3 - and, on the other hand, it holds a temperature-sensitive element, which becomes effective when the temperature is exceeded and detaches the bridge from the connection terminals, against the object to be monitored for excess temperature.
On the upper side of the insulating body there is a groove --19-- which is arranged transversely to the longitudinal direction of the leaf spring - 9 - and in which a catch pin --20-- is fastened, preferably cemented. The
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The overtemperature protection works as follows:
If the surface --23-- of an electrical device, against which the high temperature fuse is applied, reaches a temperature that exceeds the setpoint, then the solder pill --15-- melts, the pretensioned spring --12-- comes against the surface -23- Fit and press the plunger - -10-- in the direction of the leaf spring --9-- until it strikes with its ring attachment-10b-against the step of the recess --11--.
The plunger releases the leaf spring from the depressions - -2a, 3a-- of the connection lamellas and interrupts the electrical current between the connection lamellae -2, 3--. The leaf spring --9-- is held between the catch pin --20-- and the plunger -10- outside of the engagement with the connecting lamellas-2, 3-.
If a temperature below 1500C is to be monitored, the plunger - 10 -, which is otherwise also made of a highly heat-resistant insulating material such as the insulating body, can be used. B. steatite, consists
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serve to grasp the leaf spring - 9 - so that the catch pin - 20 - can be omitted because the leaf spring --9-- is caught by the ejected plunger - 10 '. In this case, the adhesive strip - 17 - can be omitted because the leaf spring and the plunger are connected by the hooks and tongues.
PATENT CLAIMS:
1. Electrical overtemperature fuse, in which a melting body having a defined melting point triggers the fuse, which has at least one fixed and one movable electrical contact part, characterized by two electrical connection lamellae (2, 3) provided in an insulating body (1) and one electrically bridging them Leaf spring (9) with a part (9b) against a plunger (10) guided in the insulating body (1), which in an axially directed cavity (10a) has one against the leaf spring (9) via the plunger (10) at a Exceeding the temperature becomes effective but is held pretensioned by a melting body (15) or fusible link, the plunger (10) with the melting body side by the leaf spring (9)
lies against a surface (23) to be checked or monitored for excess temperature.