Die Erfindung bezieht sich auf einen druckknopfbetätig- ten Geräteschutzschalter mit elektromagnetischer und thermischer Auslösung, bei welchem ein durch den Druckknopf betätigbares, verschiebbar und schwenkbar gelagertes, federbelastetes Schaltglied durch einen Anker eines Elektromagnets in eingerasteter Stellung gehalten wird und bei welchem ein Bimetall-Streifen mit dem Anker in Verbindung steht, derart, dass beim Auftreten eines Überstromes das Schaltglied infolge einer Auslenkung des Ankers und/oder des Bimetall-Streifens ausrastet und einen im Stromkreis liegenden Kontakt öffnet.
Bei Geräteschutzschaltern der genannten Art ergibt sich oft der Wunsch nach einem mit dem Kontakt des Hauptstromkreises gleichzeitig geschalteten Hilfskontakt für einen zusätzlichen, niedriger belasteten Stromkreis, z. B. einen Signalstromkreis. Da Geräteschutzschalter bestimmungsgemäss kompakt gebaut sein müssen und zudem eine unabdingbare Anzahl funktionwichtiger und teilweise sperriger Bauelemente enthalten, wie beispielsweise der eigentliche Schaltmechanismus, den Elektromagnet und die Anordnung mit dem
Bimetall-Streifen, ist es ohne Vergrösserung der Abmessungen des Schaltergehäuses bei den bekannten Geräteschutzschaltern kaum möglich, den gewünschten, gleichzeitig mit dem Hauptkontakt betätigten Hilfskontakt vorzusehen.
Zudem können die Herstellung und der Einbau von Hilfskontakten und ihrer Betätigungselemente den Preis des als Massenartikel konzipierten Geräteschutzschalters in unannehmbarem Ausmass verteuern.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, einen Geräteschutzschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem es möglich ist, mindestens einen Hilfskontakt ohne Änderung des eigentlichen Schutzschalters, ohne zusätzliche Ele mente mit Ausnahme des eigentlichen Hilfskontaktes und ohne grossen Aufwand wahlweise einzubauen.
Erfindungsgemäss ist der Geräteschutzschalter dadurch gekennzeichnet, dass ein Boden des Schaltergehäuses als Einschub ausgebildet ist, der mindestens einen ein festes Kontaktstück und eine Kontaktfeder umfassenden Hilfskontakt mit aus dem Einschub ragenden Anschlussfahnen umfasst, und dass ein erster Hebelarm eines mehrarmigen, am Einschub schwenkbar gelagerten Hebels mit dem Schaltglied in dessen Verschieberichtung in Wirkverbindung steht, während ein weiterer Hebelarm zur Betätigung der Kontaktfeder ausgebildet ist.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Geräteschutzschalters bei entfernter Seitenwand mit einem Einschub mit Hilfskontakten,
Fig. 2 eine Vorderansicht des Geräteschutzschalters der Fig. 1 bei eingesetzter Seitenwand,
Fig. 3 einen Längsschnitt des Einschubes der Fig. 1 in grösserem Massstab.
Der Geräteschutzschalter weist ein durch Rechteckflächen begrenztes, aus einem Isolierstoff bestehendes Gehäuse 1 auf, dessen eine Seitenwand 2 einsetzbar ausgebildet ist. Aus der Oberseite des Gehäuses 1 ragen ein Einschalt Druckknopf 3 und ein Ausschalt-Druckknopf 4. Die Unterseite des Gehäuses 1 weist zwei vorstehende Anschlussfahnen 5 und 6 für einen zu schliessenden bzw. zu öffnenden Hauptstromkreis auf. Weitere vier Anschlussfahnen, die aus der Unterseite des Gehäuses 1 ragen, werden später beschrieben.
Die eine, zwischen zwei Gehäuseteilen eingeklemmte An schlussfahne 5 bildet im Innern des Gehäuses 1 das feste Kontaktstück 5' eines Schliesskontaktes. Ein bewegliches Kontaktstück 7 ist durch einen abgewinkelten Teil eines plätt chenförmigen, metallischen Springers 8 gebildet, der längs der hinteren Gehäuseseitenwand 9 zwischen der Ober- und Unterseite des Gehäuses 1 verschiebbar ist. Der Springer 8 ist zudem in einer zur Gehäuseseitenwand 9 parallelen Ebene um einen Punkt schwenkbar, der durch die Auflagestelle 10 des Endes eines im Oberteil des Springers 8 vorgesehenen, in Fig. 1 nicht sichtbaren, Schlitzes auf einem rechtekkig geformten Drahtbügel 11 gebildet wird.
Der Drahtbügel 11, der ebenfalls zwischen der Ober- und Unterseite des Gehäuses 1 verschiebbar ist und der zwischen entsprechenden Rippen an den Innenflächen der Gehäuseseitenwände 2 und 9 geführt ist, steht unter der Wirkung einer Druckfeder 12, welche sich auf den als Einschub ausgebildeten, später beschriebenen Boden 13 des Gehäuses 1 abstützt. Der sich in das Gehäuseinnere erstreckende, aus einem Isolierstoff bestehende Einschalt-Druckknopf 3 ist im wesentlichen zylindrisch und weist einen Ansatz 14 auf, der beim Drücken des Druckknopfes 3 auf dem abgewinkelten, das bewegliche Kontaktstück 7 bildenden Teil des Springers 8 aufliegt. Zu seiner Führung weist der im Gehäuseinnern liegende Teil des Einschalt-Druckknopfes 3 beidseitig Rippen 15 auf, die ebenfalls zwischen entsprechenden Rippen an den Innenflächen der Gehäuseseitenwände 2 und 9 geführt sind.
Eine weitere, sich auf den Boden 13 abstützende Druckfeder 16 drückt den Einschalt-Druckknopf 3 nach oben. Der Springer 8 weist zudem einen nasenförmigen Vorsprung 17 auf, dessen Funktion nachfolgend erläutert wird.
Das Gehäuse 1 enthält ferner einen Elektromagneten, der einen zylindrischen Kern 20, ein mit diesem verbundenes, abgewinkeltes Joch 21 und einen am freien Ende des Jochs 21 im Punkt 22 schwenkbar gelagerten Anker 23, der mit einer Nase 24 versehen ist. Der Kern 20, das Joch 21 und der Anker 23 bestehen aus einem ferromagnetischen Material. Der Kern 20 ist von einer Wicklung 25, vorzugsweise aus Kupferdraht, umgeben. Das eine Wicklungsende ist über eine Litze 26 mit dem Springer 8 und das andere Wicklungsende über eine weitere Litze 27 mit einem Anschlussteil 28 eines Heizdrahtes 29 eines Bimetall-Streifens 30 verbunden.
Der Bimetall-Streifen 30 ist mit dem im Gehäuseinnern U-förmig umgebogenen Endteil 31 der Anschlussfahne 6 fest verbunden. Eine in den einen Schenkel des Endteiles 31 geschraubte Spitzschraube 32 drückt auf den anderen Schenkel des Endteiles 31 und dient als Eichschraube zur Einstellung des Bimetall-Streifens 30 bzw. der nachfolgend beschriebenen thermischen Auslösung. Mit dem freien Ende des Bimetall-Streifens 30 ist das eine Ende einer aus einem Isolierstoff bestehenden Traverse 33 verbunden, deren anderes Ende mit einem Zwischenhebel 34 in Verbindung steht. Der Zwischenhebel 34 ist ungefähr im unteren Drittel seiner Länge am Anker 23 schwenkbar gelagert.
Zur Lagerung weist beispielsweise der Anker 23 einen Nocken 35 auf, der in einer entsprechenden Bohrung im Zwischenhebel 34 liegt, wobei der Zwischenhebel 34 an dieser Stelle eine Ausbuchung 36 aufweist, die auf der Ankerfläche aufliegt, so dass sich der Zwischenhebel 34 in seiner Längsrichtung nicht verschieben kann. Am unteren Ende des Zwischenhebels 34 ist eine Zugfeder 37 eingehängt, die durch eine Bohrung oder Kerbe in einen über das Joch 21 vorstehenden Ankerverlängerung 38 geführt ist. Das andere Ende der Zugfeder 37 ist in eine von mehreren Löchern 39 in einem Ansatz 40 der Gehäuseseitenwand 9 eingehängt. Durch entsprechende Wahl eines Loches 39 lässt sich die Zugspanne der Feder 37 einstellen.
Unter der Wirkung der Zugfeder 37 liegt das untere Ende des Zwischenhebels 34 auf der Ankerverlängerung 38 auf, so dass dadurch auf den Anker 23 die gewünschte Rückstellkraft ausgeübt wird.
Der aus einem Isolierstoff bestehende Ausschalt-Druckknopf 4 steht unter der Wirkung einer ihm nach aussen drükkenden, im Gehäuseinnern abgestützten Druckfeder 41. Der Druckknopf 4 weist einen winkelförmigen Ansatz 42 auf, der einerseits verhindert, dass der Druckknopf 4 aus dem Gehäuse 1 fällt und andererseits dazu bestimmt ist, beim Drükken des Druckknopfes den mit einer Nase 43 versehenen Bimetall-Streifen 30 in Fig. 1 nach rechts zu drücken, d. h. in der gleichen Richtung, in der der Bimetall-Streifen 30 bei seiner Erwärmung um seine Befestigungsstelle am Joch des U-förmig gebogenen Endteils 31 der Anschlussfahne 6 schwenkt.
Wie bereits erwähnt, ist der Boden 13 des Gehäuses 1 als Einschub mit Hilfskontakten ausgebildet und weist hierzu eine Grundplatte 45 und zwei seitliche, schwalbenschwanzför mige Führungen 46 auf, die in entsprechende Nuten des Gehäuses 1 eingreifen. In die Grundplatte 45 sind paarweise nebeneinanderliegende, weitere Anschlussfahnen 48 und 49 eingesetzt, von welchen in den Figuren jeweils nur zwei sichtbar sind. Die oberen inneren Teile der Anschlussfahnen 48 sind als feste Kontaktstücke 50 ausgebildet, während an den anderen Anschlussfahnen 49 bewegliche, als Kontaktfedern ausgebildete Kontaktstücke 51 bzw. 51' befestigt sind.
Zwei Ansätze 52 der Grundplatte 45 dienen zur Lagerung eines dreiarmigen Hebels 53 mittels eines Stiftes 54, um welchen der Hebel 53 schwenkbar ist. Der eine, längere Arm 55 weist eine solche Länge auf, dass sein Endteil im Wirkungsbereich des unteren Querteiles des Drahtbügels 11 liegt, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist. Zudem wird der Arm 55 durch eine zwischen dem Arm 55 und der Grundplatte 45 angeordnete Feder 56 nach oben gedrückt.
Die beiden anderen Arme 57, 57' des Hebels 53, die nebeneinander liegen, so dass in Fig. 1 und 3 nur je ein Arm sichtbar ist, drücken auf je eine der Kontaktfedern 51 bzw.
51' (Fig. 3), wobei als Anschlag für die Hebelarme 57, 57' eine Rippe 58 der Grundplatte 45 vorgesehen ist. Die Kontaktfedern 51 bzw. 51' sind so vorgespannt, dass sie in der gedrückten Lage des ersten Hebelarmes 55 (Fig. 1) nach oben ragen. Die Kontaktfedern können demnach als Öffnungskontakte (voll ausgezogene Kontaktfedern 51) oder als Schliesskontakte (gestrichelte Kontaktfedern 51') ausgebildet sein, je nachdem, ob ihre Kontaktenden oberhalb oder unterhalb der festen Kontaktstücke 50 liegen.
Die Grundplatte (Fig. 3) ist zudem mit Zapfen 59 und 60 für die in Fig. 1 dargestellte Druckfeder 12 des Bügels 11 bzw. die Druckfeder 16 des Druckknopfes 3 versehen. Im Gehäuse 1 wird der eingeschobene Boden 13 durch die eingesetzte Seitenwand 2 festgehalten.
Nachfolgend wird die Funktionsweise des dargestellten Geräteschutzschalters beschrieben. Der Stromverlauf ist hierbei, wenn das bewegliche Kontaktstück 7 am festen Kontaktstück 5' anliegt, von der Anschlussfahne 6 zum Bimetall-Streifen 30, dann zu seinem Heizdraht 29 und über das Anschlussteil 28 und die Litze 27 zur Wicklung 25, hierauf über die Litze 26 zum Springer 8 mit dem beweglichen Kontaktstück 7 und zur Anschlussfahne 5.
In Fig. 1 ist der Geräteschutzschalter mit vollständig eingedrücktem Einschalt-Druckknopf 3, jedoch vor dessen Freigabe dargestellt. Bei der Betätigung des Druckknopfes 3 drückt sein Ansatz 14 auf den abgewinkelten, das bewegliche Kontaktstück 7 bildenden Teil des Springers 8 und schiebt demnach den Springer 8 gegen den durch den Bügel 11 übertragenen Druck der Feder 12. Der Vorsprung 17 des Springers 8 gleitet hierbei über die Nase 24 des Ankers 23.
Bei der Freigabe des Druckknopfes 3 gleiten sowohl der Springer 8 als auch der Druckknopf 3 vorerst nach oben. Sobald der Vorsprung 17 des Springers 8 an der Nase 24 des Ankers 23 anliegt, erfährt er ein durch die Feder 12 über den Bügel 11 ausgeübtes Drehmoment und schwenkt daher im Uhrzeigersinn um den Auflagepunkt des Vorsprungs 17 auf der Nase 24. Dadurch schnappt das bewegliche Kontaktstück 7 schlagartig von der Unterkante des Ansatzes 14 zum festen Kontaktstück 5', gegen welches es über den Bügel 11 durch die Feder 12 gedrückt wird, so dass die erwähnte elektrische Verbindung von der Anschlussfahne 6 zur Anschlussfahne 5 geschlossen ist. Der Druckknopf 3 wird durch die ihm zugeordnete Feder 16 weiter nach oben gedrückt, bis die Oberseite seines Ansatzes 14 am oberen Querteil des Bügels 11 zum Anliegen kommt.
Bei geschlossenem Kontakt, d. h. geschwenktem, an der Nase 24 des Ankers 23 anliegendem Springer 8 bleibt erneutes Betätigen des Druckknopfes 3 ohne jede Wirkung, da das bewegliche Kontaktstück 7 nicht mehr in der Bahn des Ansatzes 14 des Druckknopfes 3 liegt.
Aus Fig. 1 ist ohne weiteres ersichtlich, dass bei einer Betätigung des Druckknopfes 3 und beim Einrasten des Springers 8 unterhalb der Nase 24 des Ankers 23, d. h. in der unteren Stellung des Drahtbügels 11, der letztere den Hebelarm 55 nach unten drückt, so dass die Hebelarme 57, 57' nicht auf die Kontaktfedern 51 bzw. 51' drücken und diese die durch ihre Vorspannung bestimmte, in Fig. 1 dargestellte Lage einnehmen. Dabei ist es unerheblich, ob sich der Bügel 11 in der in Fig. 1 dargestellten Lage beim vollständigen Eindrücken des Druckknopfes 3 oder in einer etwas höheren Lage befindet, die sich ergibt, wenn der Springer 8 an der Nase 24 des Ankers 23 einrastet, da die Arbeitslage des Hebels 53 (Hebelarm 55 durch den Bügel 11 gedrückt) der Ruhelage der Kontakte 50, 51m 51' entspricht.
Das Auslösen des beschriebenen, eingeschalteten Geräteschutzschalters kann einzeln oder in Kombination elektromagnetisch, thermisch oder mechanisch erfolgen. Bei plötzlich auftretenden Überströmen erfolgt eine elektromagnetische Auslösung dadurch, dass die vom Betriebsstrom durchflossene Wicklung 25 den Kern 20 magnetisiert, so dass der Anker 23 angezogen wird. Dadurch wird der Vorsprung 17 des Springers 8 nicht mehr durch die Nase 24 des Ankers 23 festgehalten, so dass der Springer 8 unter der über den Bügel 11 ausgeübten Wirkung der Feder 12 schlagartig im Gegenuhrzeigersinn zurückschwenkt, wodurch das bewegliche Kontaktstück ebenso schlagartig vom festen Kontaktstück 5' abgehoben wird, und sich nach oben bewegt, bis er an der oberen Gehäusewand anschlägt. Gleichzeitig wird auch der Druckknopf 3 durch die Feder 16 bis zu einem Anschlag nach aussen gestossen.
Zu bemerken ist, dass diese Auslösung auch dann erfolgt, wenn der Druckknopf 3 im Zeitpunkt des Auftretens des Überstromes betätigt wird, was zum Beispiel dann der Fall sein kann, wenn beim Einschalten ein Kurzschlussstrom fliesst. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist der Abstand des Ansatzes 14 vom festen Kontaktstück 5' grösser als die gesamte Dicke des beweglichen Kontaktstückes 7 einschliesslich des abgewinkelten Teils des Springers 8, so dass auch dann, wenn beim Auslösen und gleichzeitiger Betätigung des Druckknopfes 3 dieser abgewinkelte Teil an die Seitenfläche des Ansatzes zu liegen kommt, der Kontakt sicher getrennt wird.
Bei einem schwachen, andauernden Überstrom erfolgt eine thermische Auslösung durch den vom Betriebsstrom erhitzten Bimetall-Streifen 30. Wie bereits erwähnt, schwenkt dieser im Uhrzeigersinne, wodurch die Traverse 33 nach rechts gezogen wird. Durch den auf das obere Ende des Zwischenhebels 34 ausgeübten Zug ist dieser bestrebt, um seine durch die Feder 37 gehaltene Auflagestelle auf der Ankerverlängerung 38 im gleichen Sinne wie der Bimetall-Streifen 30 zu schwenken, so dass der Zwischenhebel 34 an der Lagerstelle 35, 36 einem Druck auf den Anker 34 ausübt, der dadurch in Richtung zum Kern 20 des Elektromagnets gedrückt wird, bis der Anker 23 am Kern 20 anliegt.
Hierbei wird wie bei der magnetischen Auslösung die durch die Nase 24 des Ankers 23 bewirkte Sperre des Springers 8 ge löst, so dass schlagartig das bereits beschriebene Abheben des beweglichen Kontaktstückes 7 vom festen Kontaktstück 5' erfolgt, d. h. der Kontakt getrennt wird.
Schliesslich ist noch die mechanische Auslösung zu erwähnen, die durch Betätigung des Ausschalt-Druckknopfes 4 erfolgt. Beim Drücken dieses Organs schwenkt der winkelförmige Ansatz 42 den Bimetall-Streifen 30 über seine Nase 43 im Uhrzeigersinne, d. h. der Bimetall-Streifen 30 schwenkt in gleicher Weise wie bei der beschriebenen Stromerwärmung.
Bei den beschriebenen Auslösevorgängen verschiebt sich mit dem Springer 8 auch der Bügel 11 nach oben, da die Feder 12 den Bügel 11 nach oben drückt. Deshalb nimmt der Hebel 53 unter dem auf den Hebelarm 55 wirkenden Druck der Feder 56 die in Fig. 3 dargestellte Lage ein, so dass die Hebelarme 57, 57' die Kontaktfedern 51 bzw. 51' in ihre andere Schaltlage bringen.
Der beschriebene Einschub weist den Vorteil auf, dass er ermöglicht, mit der Betätigung des Druckknopfes für den Hauptkontakt geschaltete Hilfskontakte vorzusehen, ohne dass ausser den Kontakt- und Anschlussstücken sowie einem Betätigungshebel für die letzteren weitere Bauteile erforderlich waren. Die Hilfskontakte können zudem wahlweise als Öffner oder Schliesser ausgebildet sein, wobei die Wahl gleichieitig geschalteter Hilfskontakte nahezu beliebig ist: statt der dargestellten zwei Hilfskontakte kann auch nur ein einziger vorgesehen, oder falls es die Breite des Gehäuses erlaubt, können auch mehr als zwei Hilfskontakte mit zugehörigen Hebelarmen angeordnet werden.