DE10043464C1 - Schaltsicherungseinheit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schaltsicherungseinheit mit einem Gehäuse, einer Schaltwippe zur Aufnahme eines Sicherungseinsatzes oder eines Sicherungsstöpsels mit einem Aufnahmebereich für einen Sicherungseinsatz, wobei die Schaltwippe eine bewegliche, leitende Abdeckvorrichtung zum Kontaktieren eines Kontakts des Sicherungseinsatzes umfaßt, die Schaltwippe in dem Gehäuse zwischen einer Einschaltstellung und einer Ausschaltstellung hin- und herschwenkbar gelagert ist und wobei in dem Gehäuse eine Kontaktvorrichtung mit einem Kontaktelement so angeordnet ist, daß das Kontaktelement in der Einschaltstellung der Schaltwippe den Kontakt des Sicherungseinsatzes über die Abdeckvorrichtung kontaktiert, wobei die Schaltsicherungseinheit eine Federvorrichtung umfaßt, die zumindest einseitig ortsfest relativ zu dem Gehäuse und so angeordnet ist, daß sie auf die leitende Abdeckvorrichtung eine Kraft entgegen einer Einschubrichtung des Sicherungsstöpsels in die Schaltwippe ausübt, deren Betrag von der Schaltstellung der Schaltwippe abhängig ist.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltsicherungseinheit gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
Bekannte Schaltsicherungseinheiten haben ein Gehäuse, eine Schaltwippe zur Aufnahme eines
Sicherungsstöpsels mit einem Aufnahmebereich für einen Sicherungseinsatz, wobei die
Schaltwippe eine bewegliche, leitende Abdeckvorrichtung zum Kontaktieren eines Kontakts des
Sicherungsstöpsels umfaßt. Die Schaltwippe ist in dem Gehäuse zwischen einer
Einschaltstellung und einer Ausschaltstellung hin- und herschwenkbar gelagert und in dem
Gehäuse ist eine Kontaktvorrichtung mit einem Kontaktelement so angeordnet, daß das
Kontaktelement in der Einschaltstellung der Schaltwippe den Kontakt des Sicherungseinsatzes
über die Abdeckvorrichtung kontaktiert. In der Regel handelt es sich bei diesem Kontakt um
einen unteren Kontakt des Sicherungseinsatzes. Eine solche Schaltsicherungseinheit ist aus dem
deutschen Gebrauchsmuster DE 299 12 855 U1 bekannt.
Solche Schaltsicherungseinheiten werden insbesondere auch dazu verwendet, den Stromkreis,
insbesondere bei notwendigen Reparaturen an den zugehörigen elektrischen Geräten und
Maschinen, manuell zuverlässig zu unterbrechen. Dazu wird die Schaltwippe, die den
Sicherungsstöpsel mit dem entsprechenden Sicherungseinsatz enthält und die zwischen einer
Einschaltstellung und einer Ausschaltstellung schwenkbar in einem Gehäuse der
Schaltsicherungseinheit gelagert ist, in ihre Ausschaltstellung bewegt. Der Stromkreis wird
dadurch unterbrochen, so daß insbesondere Reparaturen an elektrisch betriebenen Maschinen
und Geräten gefahrlos durchgeführt werden können.
Um einen zuverlässigen Kontakt zwischen der leitende Abdeckvorrichtung und dem,
üblicherweise unteren, Kontakt des Sicherungseinsatzes einerseits sowie dem, üblicherweise
oberen, Kontakt des Sicherungseinsatzes und einem zugehörigen Abgreifkontakt andererseits
sicherzustellen und zu vermeiden, daß aufgrund unzureichender Kontakte oder kleiner Abstände
oder Spalten zwischen den Kontakten ein Funkenüberschlag entsteht, müssen die sich
kontaktierenden Elemente mit einer gewissen Kraft an ihren Kontaktstellen gegeneinander
gedrückt werden.
Insbesondere muß der (obere) Kontakt des Sicherungseinsatzes gegen einen Gegenkontakt
gedrückt werden, um einen Funkenüberschlag insbesondere beim Einschaltvorgang zu
vermeiden, wenn der (untere) Kontakt mit dem Kontaktelement der Kontaktvorrichtung der
Schaltsicherungseinheit in Kontakt kommt.
Im Stand der Technik ist es bekannt, ein Federelement vorzusehen, daß einerseits an der
Schaltwippe und andererseits an der Abdeckvorrichtung befestigt ist und an diesen direkt
angreift, so daß die Abdeckvorrichtung gegen die Schaltwippe vorgespannt wird. Dadurch wird
einerseits die Abdeckvorrichtung gegen einen unteren Kontakt des Sicherungseinsatzes gedrückt
und andererseits durch die über die Abdeckvorrichtung auf den Sicherungseinsatz ausgeübte
Kraft der Sicherungseinsatz und damit der obere Kontakt des Sicherungseinsatzes gegen einen
entsprechenden Gegenkontakt der Schaltsicherungseinheit gedrückt. Ein solches Federelement,
das an einer Kontaktschutzvorrichtung, die mit der oben genannten leitenden Abdeckvorrichtung
vergleichbar ist, einerseits und an einer Schaltwippe andererseits angreift, ist ebenfalls aus der
DE 299 12 855 U1 bekannt.
Problematisch bei einem solchen Federelement ist es, daß auch in der Ausschaltstellung der
Schaltwippe durch das Federelement eine Kraft auf die Abdeckvorrichtung und damit auf den
Sicherungseinsatz und/oder den Sicherungsstöpsel ausgeübt wird, so daß dieser entgegen seiner
Einschubrichtung aus der Schaltwippe unbeabsichtigt um einen kleinen Betrag heraus gedrückt
werden kann.
Dies führt dazu, daß sich der Sicherungsstöpsel und/oder der Sicherungseinsatz nicht in ihrer
Betriebsstellung befinden und daß ein Verschwenken der Schaltwippe in die Einschaltstellung
aufgrund fehlerhafter relativer Positionierung des Sicherungsstöpsels und/oder des
Sicherungseinsatzes zur Schaltwippe bzw. zur Schaltsicherungseinheit nicht möglich ist. Ferner
ist es möglich, daß bei nur kleinen relativen Fehlpositionierungen Beschädigungen auftreten,
wenn die Schaltwippe gegen einen Widerstand, der durch die nicht exakte Positionierung der
einzelnen Elemente zueinander hervorgerufen wird, in die Einschaltstellung verschwenkt wird.
Insbesondere können Verschleiß und Beschädigungen an den Kontakten auftreten, die wiederum
zu Fehlfunktionen der Schaltsicherungseinheit führen können.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltsicherungseinheit zur Verfügung zu
stellen, die einerseits einen sicheren und zuverlässigen Kontakt zwischen den Kontaktelementen
gewährleistet, andererseits eine ungewollte relative Verschiebung einzelner Elemente der
Schaltsicherungseinheit durch eine auf sie ausgeübte Federkraft in bestimmten Positionen der
Schaltwippe verhindert. Insbesondere soll vermieden werden, daß in der Ausschaltstellung der
Schaltwippe eine Kraft auf einen Sicherungsstöpsel oder einen Sicherungseinsatz in Richtung
entgegen der Einschubrichtung dieser Elemente in die Schaltwippe ausgeübt wird, was zu einem
Herausdrücken dieser Elemente aus der Schaltsicherungseinheit führen könnte.
Diese Aufgabe wird durch eine Schaltsicherungseinheit gemäß Anspruch 1 gelöst, die
Ansprüche 2 bis 11 beschreiben besonders vorteilhafte Ausführungsformen der
erfindungsgemäßen Schaltsicherungseinheit.
Erfindungsgemäß weist die Schaltsicherungseinheit eine Federvorrichtung auf, die zumindest
einseitig ortsfest relativ zu dem Gehäuse der Schaltsicherungseinheit und so angeordnet ist, daß
sie auf die leitende Abdeckvorrichtung eine Kraft entgegen einer Einschubrichtung des
Sicherungsstöpsels in die Schaltwippe ausübt, deren Betrag von der Schaltstellung der
Schaltwippe abhängig ist. Die Variabilität der Kraftausübung der Federvorrichtung auf die
leitende Abdeckvorrichtung in Abhängigkeit von der Schaltstellung der Schaltwippe wird erst
durch die erfindungsgemäße einseitige ortsfeste relative Positionierung zu dem Gehäuse der
Schaltsicherungseinheit ermöglicht, im Gegensatz zu der bekannten Ausgestaltung, bei der ein
Federelement direkt an der Schaltwippe angreift und mit dieser verschwenkbar ist, so daß
unabhängig von der Schaltstellung der Schaltwippe gleiche Federwirkungen erzielt werden.
Es soll verstanden werden, daß die zumindest einseitige Festlegung der Federvorrichtung
ortsfest relativ zu dem Gehäuse auf unterschiedliche Weisen erzielt werden kann. Zum einen
kann, wie es bevorzugt ist, die Federvorrichtung direkt in und an dem Gehäuse befestigt sein, es
ist jedoch auch möglich, die Federvorrichtung an anderen Elementen zu befestigen, die
wiederum mit dem Gehäuse verbunden sind, so daß eine indirekte Befestigung erzielt wird. Es
ist lediglich sicher zu stellen, daß die Federvorrichtung zumindest einseitig so befestigt ist, daß
an dieser Stelle keine relativen Bewegungen zwischen Federvorrichtung und Gehäuse entstehen,
insbesondere nicht durch den betriebsmäßigen Gebrauch der Schaltsicherungseinheit,
beispielsweise durch ein Verschwenken der Schaltwippe.
Bevorzugt ist die Federvorrichtung so ausgelegt, daß sie in der Ausschaltstellung auf die leitende
Abdeckvorrichtung keine Kraft bzw. eine minimale Kraft ausübt, da, wie oben erläutert,
insbesondere in dieser Schaltstellung der Schaltwippe ein Verschieben der Elemente prinzipiell
möglich ist, ein versehentliches Herausdrücken beispielsweise des Sicherungsstöpsels oder des
Sicherungseinsatzes jedoch vermieden werden soll. Insbesondere sind die Federvorrichtung
bzw. die Schaltsicherungseinheit oder einzelne Bauteile so ausgelegt, daß zumindest so lange
kein oder nur ein geringer Druck auf die Elemente, insbesondere den Sicherungseinsatz
ausgeübt wird, bis ein Gegenkontakt kontaktiert wird, so daß eine Gegenkraft ausgeübt wird und
ein unbeabsichtigtes Verschieben insbesondere des Sicherungseinsatzes und evtl. dadurch
auftretende Beschädigungen zuverlässig vermieden werden.
Die bevorzugte erfindungsgemäße Schaltsicherungseinheit umfaßt also eine "Vario-Feder", die
abhängig von der Schaltstellung der Schaltwippe die jeweils notwendigen bzw. gewünschten
Drücke auf die Schaltkontakte ausübt, insbesondere in der Einschaltstellung ausreichend hohe
Anpressdrücke für einen sicheren Kontakt gewährleistet, und in der Ausschaltstellung zumindest
so eine geringe Kraft auf die einzelnen Elemente ausübt, daß ein versehentliches Verschieben
von Elementen aus den gewünschten Positionen verhindert wird.
Je nach Anwendungsgebiet und je nach verwendeten Elementen und verwendetem Material
kann die Federvorrichtung sowohl in Variabilität als auch in der Größe ihrer maximalen und
minimalen Beträge der von ihr ausgeübten Kräfte frei gewählt werden. Dem Fachmann steht es
dabei frei, die Federwirkung sowohl durch ihre geometrische Form als auch durch die
geometrische Form der mit ihr zusammenwirkenden Elemente als auch durch die Wahl des
Federmaterials und dadurch die Wahl der Federkonstante oder anderer charakteristischer
Eigenschaften der Feder selbst die gewünschten Bedingungen in weiten Bereichen einzustellen.
Bevorzugt wird als Federvorrichtung eine Blattfeder verwendet, wobei die Blattfeder
insbesondere einseitig an der Innenseite des Gehäuses festgelegt werden kann. Eine Blattfeder
hat den Vorteil, daß sie einfach und preiswert herstellbar ist und problemlos so formbar ist, daß
sie einfach und kostengünstig an dem Gehäuse befestigt werden kann. Darüber hinaus kann eine
Blattfeder durch die Wahl der Geometrie und die Wahl des verwendeten Materials bezüglich
ihrer Variabilität und ihrer Federkraft einfach auf die gewünschten Werte eingestellt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wirkt die Federvorrichtung zumindest in einem
Teilwinkelbereich der Schaltstellung der Schaltwippe und bevorzugt direkt auf die
Abdeckvorrichtung. Diese einfache Konstruktion und die Vermeidung von Zwischenelementen
stellt eine direkte und unbeeinflußte Kraftauswirkung sicher, so daß keine ungewollten
Schwankungen durch weitere mechanische Übertragungen der Kraft oder sogar Fehlfunktionen
auftreten können. Es ist jedoch auch möglich, die Federvorrichtung so auszubilden bzw.
anzuordnen, daß sie indirekt über eines oder mehrere Zwischenelemente oder auch über andere
mechanische Übertragungswege indirekt auf die Abdeckvorrichtung wirkt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform befinden sich die Federvorrichtung und die
Abdeckvorrichtung nur in einem Anlagekontakt, d. h. die Federvorrichtung und die
Abdeckvorrichtung sind nicht fest miteinander verbunden, so daß die Federvorrichtung je nach
Stellung der Schaltwippe durch Druck auf die Abdeckvorrichtung auf diese die gewünschte
Kraft ausüben kann, es jedoch auch möglich ist, daß die Federvorrichtung von der
Abdeckvorrichtung getrennt wird, so daß keine Kraft auf die Abdeckvorrichtung ausgeübt wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Federvorrichtung und/oder die Schaltwippe
und/oder das Gehäuse der Schaltsicherungseinheit so ausgebildet, daß die Federvorrichtung in
der Ausschaltstellung der Schaltwippe der Feder von der Abdeckvorrichtung beabstandet ist.
Dadurch wird sichergestellt, daß keinerlei Kraft auf die Abdeckvorrichtung ausgeübt wird, so
daß ein Herausdrücken des Sicherungsstöpsels bzw. des Sicherungseinsatzes auf jeden Fall
vermieden wird. Es ist jedoch auch möglich, daß die Federvorrichtung und die
Abdeckvorrichtung in jeder Schaltstellung der Schaltwippe zwar miteinander in Kontakt stehen,
daß in der Ausschaltstellung jedoch die Federvorrichtung insbesondere durch andere Elemente
der Schaltsicherungseinheit, insbesondere der Schaltwippe, so gehalten und positioniert wird,
daß eine ungewollte übermäßige Kraftausübung auf die Abdeckvorrichtung ausgeschlossen ist.
Dies wird bevorzugt dadurch realisiert, daß die Schaltwippe ein Federführungselement umfaßt,
das so ausgebildet ist, daß es in der Einschaltstellung der Schaltwippe von der Federvorrichtung
beabstandet ist und erst ab einer vorbestimmten Winkelauslenkung α der Schaltwippe von der
Einschaltstellung in die Ausschaltstellung die Federvorrichtung kontaktiert und diese zumindest
teilweise entgegen der Einschubrichtung des Sicherungsstöpsels in die Schaltwippe gegen die
Federkraft der Federvorrichtung komprimiert. Dadurch wird sichergestellt, daß während des
Schaltvorganges, also während des Verschwenkens der Schaltwippe von der Einschaltstellung in
die Ausschaltstellung und umgekehrt, immer eine vorbestimmte Kraft auf das Abdeckelement
und damit auf den Sicherungseinsatz und den Sicherungsstöpsel ausgeübt wird und eine
Kraftverteilung F (α) in Abhängigkeit von der Winkelstellung der Schaltwippe gewählt werden
kann.
Der Winkel α wird bevorzugt so gewählt, daß bei einem ersten Kontakt des
Federführungselements auf die Federvorrichtung die Schaltwippe bereits so weit verschwenkt
ist, daß ein Verschieben des Sicherungseinsatzes oder des Sicherungsstöpsels aus der
Betriebsposition nicht mehr möglich ist. Dieser Winkel kann von der konkreten Ausgestaltung
der Schaltsicherungseinheit abhängen. Da bei bevorzugten Schaltsicherungseinheiten die
Schaltwippe um einen Winkelbereich von ca. 40 bis 50° geschwenkt wird, liegen bevorzugte
Werte für den Winkel α bei 5 bis 25°, insbesondere bei 10 bis 15°, gemessen von der
Einschaltstellung der Schaltwippe.
Prinzipiell ist es auch möglich, daß ein weiteres Federelement vorgesehen ist, das beispielsweise
der oben beschriebenen Federvorrichtung entgegen wirkt, so daß die Abdeckvorrichtung
jederzeit gegen die Federvorrichtung gedrückt wird, so daß eine präzise Positionierung und
Kraftausübung sichergestellt wird. Ein solches Federelement könnte beispielsweise eine
Spiralfeder sein, die in einem Führungskanal für die Abdeckvorrichtung angeordnet ist. Eine
solche Feder hat bevorzugt eine deutlich geringere Federkonstante als die Federvorrichtung,
bevorzugt wird durch diese Feder in der Einschaltstellung nur eine Kraft auf die
Abdeckvorrichtung ausgeübt, die wenigstens um den Faktor 2 kleiner ist als die durch die
Federvorrichtung ausgeübte Kraft. Auch ist es möglich, eine weitere Federvorrichtung
vorzusehen, die zumindest teilweise eine Kraft auf die Abdeckvorrichtung ausübt, die
Richtungskomponenten aufweist, die zu der Richtung der durch die oben beschriebene
Federvorrichtung ausgeübten Kraft parallel sind. Es ist grundsätzlich auch möglich, eine
mehrteilige Federvorrichtung oder Kombinationen von Federn vorzusehen.
Bevorzugt besteht die Federvorrichtung aus einem Federstahl, wobei insbesondere die
Federvorrichtung aus einem Blech gestanzt und gebogen ist, so daß eine einfache und
kostengünstige Federvorrichtung zur Verfügung gestellt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Federvorrichtung so ausgebildet, daß sie in der
Einschaltstellung eine Einrastung bewirkt. Dadurch ist eine erhöhte Kraft erforderlich, um die
Schaltwippe von ihrer Einschaltstellung in eine andere Position zu verschwenken, so daß
sichergestellt wird, daß die Schaltwippe nicht versehentlich aus ihrer Einschaltstellung bewegt
wird.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Schaltsicherungseinheit eine mit
einem Federelement versehene Kontaktvorrichtung mit einem beweglichen Kontaktelement,
wobei das Kontaktelement mittels eines flexiblen Leiters mit einem Eingangs- oder
Ausgangskontakt der Schaltsicherungseinheit verbunden ist, wobei die Schaltsicherungseinheit
ferner ein Stabilitätselement umfaßt, das einerseits direkt oder indirekt fest an dem Gehäuse der.
Schaltsicherungseinheit befestigt und andererseits direkt oder indirekt mit dem Kontaktelement
so verbunden ist, daß eine stabilisierende Wirkung zumindest in einer Richtung im wesentlichen
senkrecht zur Richtung der auf das Kontaktelement wirkenden Federkraft des Federelements
ausgeübt wird. Diesbezüglich wird auf die parallele Anmeldung (anwaltliches Aktenzeichen
B20-37) verwiesen.
Bevorzugt umfaßt das Stabilitätselement ein Kontaktführungselement, das das Kontaktelement
in Abhängigkeit von der Stellung der Schaltwippe in einem definierten, relativen Abstand von
einem Gegenkontakt der Abdeckvorrichtung hält, wobei der Abstand im wesentlichen nur in der
Einschaltstellung der Schaltwippe Null beträgt und ein Kontakt hergestellt ist, so daß ein
Schleifen der Kontakte gegeneinander während des Schwenkens der Schaltwippe vermieden
wird. Der Gegenkontakt wird durch die Abdeckvorrichtung gebildet, die wiederum den unteren
Kontakt des Sicherungseinsatzes kontaktiert. Bezüglich der möglichen Ausgestaltung des
Kontaktführungselementes wird auf die DE 299 12 855 U1 verwiesen.
Weitere Vorteile und Merkmale werden durch die anliegenden Zeichnungen, die schematisch
eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltsicherungseinheit zeigen, näher
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Schaltsicherungseinheit, wobei sich die Schaltwippe in der Ausschaltstellung
befindet;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform, wobei sich die
Schaltwippe in der Einschaltstellung befindet;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines
Stabilitätselements.
In Fig. 1 ist der strukturelle Aufbau einer erfindungsgemäßen Schaltsicherungseinheit 20 mit
einer Schaltwippe 60 und einem Sicherungsstöpsel 80 dargestellt, in den ein Sicherungseinsatz
100 eingesetzt ist.
Die Schaltsicherungseinheit 20 umfaßt ein Gehäuse 22, in dem die Schaltwippe 60 schwenkbar
gelagert ist, so daß sie zwischen der in Fig. 1 gezeigten Ausschaltstellung und der in Fig. 2
gezeigten Einschaltstellung schwenkbar ist.
In die Schaltwippe 60 ist eine Sicherungsstöpsel 80 mit einem Sicherungseinsatz 100 eingesetzt.
Die Schaltwippe 60 umfaßt ferner eine bewegliche, leitende Abdeckvorrichtung 120, die ein
Kontaktelement 122 aufweist. Die leitende Abdeckvorrichtung 120 stellt in der
Einschaltstellung der Schaltwippe 60 den Kontakt zwischen einem unteren Kontakt 102 des
Sicherungseinsatzes 100 und einem Kontaktelement 32 eines flexiblen Kontakts 30 der
Schaltsicherungseinheit 20 her.
Die Abdeckvorrrichtung 120 ist in einer Richtung parallel zu einer Längsachse des
Sicherungseinsatzes 100 beweglich und wird in einem Führungskanal 124, der in der
Schaltwippe 60 vorgesehen ist, geführt.
Die Schaltwippe 60 weist darüber hinaus ein Federführungselement 66 auf, das in der in Fig. 1
gezeigten Ausschaltstellung der Schaltwippe 60 auf eine Federvorrichtung 160 aus einem
gebogenen Federstahlband drückt, so daß diese in einer unteren Position gehalten wird und die
Abdeckvorrichtung 120 und indirekt über diese der Sicherungseinsatz 100 und der
Sicherungsstöpsel 80 nicht durch die Federvorrichtung 160 nach oben, d. h. in einer Richtung
entgegen der Einschubrichtung des Sicherungsstöpsels 80 mit dem Sicherungseinsatz 100 in die
Schaltwippe 60, gedrückt werden können.
Dadurch wird sichergestellt, daß in der Ausschaltstellung kein Druck auf den Sicherungsstöpsel
80 und den Sicherungseinsatz 100 in einer Richtung entgegen der Einschubrichtung ausgeübt
wird, so daß sowohl der Sicherungsstöpsel 80 als auch der Sicherungseinsatz 100 in ihrer
Betriebsposition in der Schaltwippe 60 verbleiben. Ein versehentliches Herausdrücken des
Sicherungsstöpsels 80 und des Sicherungseinsatzes 100, was ein Verkippen der Schaltwippe 60
in die Einschaltstellung verhindern würde, wird dadurch ausgeschlossen.
Ein Stabilitätselement 140, das bei der gezeigten Ausführungsform aus Federstahl besteht, ist im
Bereich eines Eingangskontaktes 24 der Schaltsicherungseinheit 20 mit dem Gehäuse 22
verbunden.
Das Stabilitätselement 140 ist durch seine geometrische Ausgestaltung und die Einpassung in
das Gehäuse 22 einerseits und durch eine Gehäuserippe 36 andererseits fest mit dem Gehäuse 22
verbunden, wie es sowohl in Fig. 1 als auch in Fig. 2 deutlich sichtbar ist. Selbstverständlich
ist es auch möglich, das Stabilitätselement 140 davon abweichend auf unterschiedliche Weisen
mit dem Gehäuse 22 der Schaltsicherungseinheit 20 zu verbinden.
Ferner ist das Stabilitätselement 140 über einen flexiblen Leiter 30, der in einem
Aufnahmebereich 148 des Stabilitätselements 140 eingeklemmt und mit diesem
punktverschweißt ist, mit dem Kontaktelement 32 verbunden. Das Stabilitätselement 140 weist
Führungsflächen 142, 144 und 146 auf, die mit einer Führungsfläche 62 der Schaltwippe 60
zusammenwirken, wodurch eine vorbestimmte relative Position zwischen Stabilitätselement 140
und Schaltwippe 60 sichergestellt ist. In dieser vorbestimmten relativen Position ist das
Kontaktelement 32 des flexiblen Kontaktes 30 von der Schaltwippe mit Abstand positioniert.
Bei dem flexiblen Kontakt 30 handelt es sich bei dieser Ausführungsform um eine flexible
Stromlitze, die einerseits fest mit dem Eingangskontakt 24 verbunden ist, andererseits, wie oben
erläutert, in einem Aufnahmebereich 148 des Stabilitätselements 140 befestigt ist.
Das aus Federstahl bestehende Stabilitätselement 140 definiert und stabilisiert daher die Position
des mit dem Kontaktelement 32 versehenen Endes des flexiblen Kontakts 30 und sichert
insbesondere eine Positionierung in einer Richtung quer zu einer Längsachse des Federelements
34. Dadurch wird sichergestellt, daß der flexible Kontakt 30 zwar zwangsweise je nach
Positionierung des Kontaktelements 32 und des damit verbundenen Endes des flexiblen
Kontakts 30 flexibel gekrümmt bzw. gebogen wird, es wird jedoch verhindert, daß auf den
flexiblen Kontakt 30 Kräfte in seiner Längserstreckung ausgeübt werden, d. h. der flexible
Kontakt 30 in seiner Längsausdehnung gestaucht oder gestreckt wird, so daß Beschädigungen
und Verschleiß vermieden werden.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausschaltstellung der Schaltsicherungseinheit 20 sind sowohl der
untere Kontakt 102 als auch der obere Kontakt 104 des Sicherungseinsatzes 100 von dem
Eingangskontakt 24 und dem Ausgangskontakt 26 der Schaltsicherungseinheit 20 getrennt. Wie
in der Fig. 1 ebenfalls ersichtlich ist, ist in der Ausschaltstellung die Abdeckvorrichtung 120 so
angeordnet, daß zwischen dieser und dem unteren Kontakt 102 des Sicherungseinsatzes 100 ein
Luftspalt entsteht.
Eine Elektronikfeder 150, die einstückig mit dem Stabilitätselement 140 ausgebildet ist, liegt
kontaktlos an der Schaltwippe 60 der Schaltsicherungseinheit 20 an, wobei ein Kontaktende 152
der Elektronikfeder 150 in eine in die Schaltwippe 60 eingebrachte Rastnut 70 eingereift, durch
die die Schaltwippe 60 in ihrer Ausschaltstellung eingerastet ist, so daß zum Verschwenken in
die Einschaltstellung eine erhöhte Kraft erforderlich ist. Die Rastnut 70 ist insbesondere in Fig.
2 gut sichtbar, in der sich die Schaltwippe 60 in ihrer Einschaltstellung befindet, so daß die
Elektronikfeder 150 nicht in die Rastnut 70 eingreifen kann.
Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform der Schaltsicherungseinheit 20 in ihrer
Einschaltstellung. Die Schaltwippe 60 wurde bezüglich der in Fig. 2 gezeigten Darstellung im
Uhrzeigersinn verschwenkt, so daß der untere Kontakt 102 des Sicherungseinsatzes 100 über die
Abdeckvorrichtung 120 und das zugehörige Kontaktelement 122, das Kontaktelement 32 und
den flexiblen Kontakt 30 mit dem Eingangskontakt 24 in Kontakt steht, während der obere
Kontakt 104 des Sicherungseinsatzes 100 über einen Kontakt 28 der Schaltsicherungseinheit 20
mit dem Ausgangskontakt 26 in elektrischem Kontakt steht.
Wie gut in Fig. 2 ersichtlich ist, steht das Federführungselement 66 durch das Verschwenken
der Schaltwippe 60 nicht mehr in Kontakt mit der Federvorrichtung 160, so daß die
Federvorrichtung 160 direkt auf die Abdeckvorrichtung 120 wirkt und diese entgegen einer
Einschubrichtung des Sicherungsstöpsels 80 gegen die Schaltwippe 60 und die Abdeckvorrichtung 120 in einen in der Schaltwippe 60
eingebrachten Führungskanal 124 für einen Schenkel der Abdeckvorrichtung 120 drückt, so daß
der Sicherungseinsatz 100 mit seinem oberen Kontakt 104 sicher gegen den Kontakt 28
gedrückt wird und eine sichere Verbindung realisiert und Funkenüberschläge etc. vermieden
werden. Durch das Verschwenken der Schaltwippe 60 in die Ausschaltstellung wird daher die
Kraft, die von der Federvorrichtung 160 auf die Abdeckvorrichtung 120 ausgeübt wird, während
des Einschaltvorganges aufgrund der geometrischen Ausgestaltung der Abdeckvorrichtung 120
und der Federvorrichtung 160 kontinuierlich erhöht, wobei sie in der in Fig. 2 gezeigten
Einschaltstellung der Schaltwippe 60 ihren maximalen Wert annimmt. Wie oben erläutert, wird
in der in Fig. 1 gezeigten Ausschaltstellung die Federvorrichtung 160 durch das
Federführungselement 66 in einer unteren Position gehalten, so daß die Abdeckvorrichtung 120
in dieser Schaltstellung nicht mit Kraft beaufschlagt wird, die Abdeckvorrichtung 120 lediglich
lose auf der Federvorrichtung 160 liegt, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Die von der Federvorrichtung
160 auf die Abdeckvorrichtung 120 ausgeübte Kraft in einer Richtung entgegen der
Einschubrichtung des Sicherungsstöpsels 80 in die Schaltwippe 60 liegt daher je nach Position
der Schaltwippe 60 zwischen Null und einem festgelegten maximalen Wert, der von der
Ausbildung der Federvorrichtung 160 und den geometrischen Ausgestaltungen bestimmt wird.
Bei der in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Ausführungsform beträgt die maximale Kraft, die in der
in Fig. 2 gezeigten Einschaltstellung der Schaltwippe 60 von der Federvorrichtung 160 auf die
Abdeckvorrichtung 120 ausgeübt wird, etwa 12 Newton, es soll jedoch angemerkt werden, daß
die Schaltsicherungseinheit bzw. einzelne Elemente, wie oben erwähnt, je nach
Anwendungsgebiet unterschiedlich ausgelegt werden können, so daß auch davon abweichende
Werte erzielt werden können, ohne vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen.
Aufgrund der geometrischen Ausgestaltung des Stabilitätselements 140 und insbesondere der
Führungsflächen 142, 144 und 146, die mit den Führungsflächen 62 und 64 der Schaltwippe 60
zusammenwirken, ist das Kontaktelement 32 so geführt, daß es im wesentlichen erst in der in
Fig. 2 gezeigten Einschaltstellung der Schaltwippe mit dem Kontaktelement 122 der
Abdeckvorrichtung 120 in Kontakt kommt. Während des Schwenkens der Schaltwippe 60 von
der Ausschaltstellung in die Einschaltstellung wird das Kontaktelement 32 gegen die Kraft der
Feder 34 relativ zur Längsachse der Feder 34 bewegt, während eine Bewegung des Kon
taktelements 32 in einer Richtung quer zur Längsachse des Federelements, also in einer
Richtung normal zu einer Kraftrichtung des Federelements 34, durch das Stabilitätselement 140
weitgehend verhindert wird.
Dadurch wird sichergestellt, daß während des Verschwenkens der Schaltwippe 60 das
Kontaktelement 32 und das an diesem angeordnete Ende des flexiblen Kontakts 30 nicht
gestaucht oder Zugbelastungen ausgesetzt wird, so daß der flexible Kontakt 30 lediglich
zwischen den verschiedenen, in den Fig. 1 und 2 gezeigten Positionen gebogen wird. Da der
flexible Kontakt 30 für solche Biegebewegungen ausgelegt ist, jedoch nicht für Stauch- oder
Zugbelastungen, wird ein Verschleiß des flexiblen Kontakts 30 vermieden und die Lebensdauer
deutlich erhöht.
Die Schaltwippe 60 und das Stabilitätselement 140, insbesondere die Führungsfläche 64 der
Schaltwippe 60 und die Führungsfläche 142 des Stabilitätselements 140 sind so ausgebildet, daß
in der Einschaltstellung der Schaltwippe 60 zwischen ihnen ein Luftspalt entsteht. Dadurch wird
sichergestellt, daß aufgrund der Federkraft des Federelements 34 ein sicherer Kontakt zwischen
den Kontaktelementen 32 und 122 sichergestellt ist.
Das aus Federstahl hergestellte Stabilitätselement 140 umfaßt ferner eine Elektronikfeder 150,
die einstückig mit dem Stabilitätselement 140 ausgebildet ist. Die Elektronikfeder 150 liegt in der Einschaltstellung mit
einem gekrümmten Kontaktende 152 an einem Elektronikkontakt 68 an, der an der Schaltwippe
60 vorgesehen ist.
Das Stabilitätselement 140 ist ferner so ausgebildet, daß es zwischen dem flexiblen Leiter 30
und einer harten Stahlanschlußschraube des Eingangskontakts 24 positioniert ist, so daß es ein
entsprechendes Widerlager bzw. Druckblech bildet und der flexible Leiter 30, der in dieser.
Ausführungsform aus weicherem Kupfer besteht, geschützt wird.
Fig. 3 zeigt das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Stabilitätselement 140 in einer
perspektivischen Darstellung. Das Stabilitätselement 140 ist aus einem Federstahlblech gestanzt
und gebogen, so daß es sich, wie oben erwähnt, um ein einstückiges Element handelt, das
einfach und preisgünstig herzustellen ist. Der flexible Kontakt 30 kann auf verschiedene Weisen
an dem Stabiltiätselement befestigt werden, insbesondere kann es in vorgesehenen Nuten,
beispielsweise den Aufnahmebereich 148 des Stabilitätselements 140, paßgenau aufgenommen
und geklemmt werden, ferner ist es auch möglich, den flexiblen Kontakt 30 auf alle bekannten
Weisen mit dem Stabilitätselement 140 zu verbinden.
Fig. 3 zeigt ferner deutlich die Struktur des Stabilitätselements 140 mit seinen Führungsflächen
142, 144 und 146, wie sie oben beschrieben worden sind. Ferner zeigt sie deutlich die
Ausgestaltung der Elektronikfeder 150 mit ihrem Kontaktende 152, die so gebogen ist, daß sie
in eine Ausnehmung 154 hinein ragt. Das Stabilitätselement weist eine weitere Ausnehmung
156 auf, durch die das Kontaktelement 32 (siehe Fig. 1 und 2) für einen Kontakt mit dem
Kontaktelement 122 der Abdeckvorrichtung 120 (Fig. 1 und 2) ragt. Deutlich erkennbar ist
auch ein Befestigungsbereich 158 des Stabilitätselement 140, mittels dem das Stabilitätselement
140 an dem Gehäuse 22 der Schaltsicherungseinheit 20 befestigt ist. Eine sichere Positionierung
wird ferner durch die im wesentlichen gradlinigen Schenkel 159 des Stabilitätselements 140
sichergestellt, die an einer korrespondierenden Fläche des Gehäuses 22 der
Schaltsicherungseinheit 20 anliegen, wie insbesondere den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist.
Bezüglich der Wirkungsweise des Stabilitätselements wird auf die Beschreibung bezüglich der
Fig. 1 und 2 verwiesen.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung offenbarten
Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der
Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
20
Schaltsicherungseinheit
22
Gehäuse
24
Eingangskontakt
26
Ausgangskontakt
28
Kontakt (Schaltsicherungseinheit)
30
flexibler Kontakt (Schaltsicherungseinheit)
32
Kontaktelement
34
Federelement
36
Gehäuserippe
60
Schaltwippe
62
Führungsfläche
64
Führungsfläche
66
Federführungselement
68
Elektronikkontakt
70
Rastnut
80
Sicherungsstöpsel
100
Sicherungseinsatz
102
unterer Kontakt (Sicherungseinsatz)
104
oberer Kontakt (Sicherungseinsatz)
120
Abdeckvorrichtung
122
Kontaktelement (Abdeckvorrichtung)
124
Führungskanal
140
Stabilitätselement
142
Führungsfläche (Stabilitätselement)
144
Führungsfläche (Stabilitätselement)
146
Führungsfläche (Stabilitätselement)
148
Aufnahmebereich (Stabilitätselement)
150
Elektronikfeder
152
Kontaktende (Elektronikfeder)
154
Ausnehmung
156
Ausnehmung
158
Befestigungsbereich
159
geradlinige Schenkel
160
Federvorrichtung
162
Befestigungsbereich
164
Rastausbildung
Claims (11)
1. Schaltsicherungseinheit (20) mit einem Gehäuse (22), einer Schaltwippe (60) zur Auf
nahme eines Sicherungseinsatzes (100) oder eines Sicherungsstöpsels (80) mit einem
Aufnahmebereich für einen Sicherungseinsatz (100), wobei die Schaltwippe (60) eine
bewegliche, leitende Abdeckvorrichtung (120) zum Kontaktieren eines Kontakts (102)
des Sicherungseinsatzes (100) umfaßt, die Schaltwippe (60) in dem Gehäuse (22) zwi
schen einer Einschaltstellung und einer Ausschaltstellung hin- und herschwenkbar gela
gert ist und wobei in dem Gehäuse (22) eine Kontaktvorrichtung mit einem Kontakte
lement (32) so angeordnet ist, daß das Kontaktelement (32) in der Einschaltstellung der
Schaltwippe (60) den Kontakt (102) des Sicherungseinsatzes (100) über die Abdeckvor
richtung (120) kontaktiert,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schaltsicherungseinheit (20) eine Federvorrichtung (160) umfaßt, die zumindest
einseitig ortsfest relativ zu dem Gehäuse und so angeordnet ist, daß sie auf die leitende
Abdeckvorrichtung (120) eine Kraft entgegen einer Einschubrichtung des Sicherungs
stöpsels (80) in die Schaltwippe (60) ausübt, deren Betrag von der Schaltstellung der
Schaltwippe abhängig ist.
2. Schaltsicherungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvor
richtung (160) eine Blattfeder umfaßt.
3. Schaltsicherungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fe
dervorrichtung (160) zumindest über einen Teilwinkelbereich der Schaltstellung der
Schaltwippe (60) direkt mit der Abdeckvorrichtung (120) in Kontakt steht und auf diese
wirkt.
4. Schaltsicherungseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvor
richtung (160) und die Abdeckvorrichtung (120) nur in einem Anlagekontakt miteinan
der stehen.
5. Schaltsicherungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Federvorrichtung (160) und/oder die Schaltwippe (60) und/oder das
Gehäuse (22) der Schaltsicherungseinheit (20) so ausgebildet sind, daß die Federvor
richtung (160) in der Ausschaltstellung der Schaltwippe (60) von der Abdeckvorrich
tung (120) beabstandet ist.
6. Schaltsicherungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schaltwippe (60) ein Federführungselement (66) umfaßt, das so aus
gebildet ist, daß es in der Einschaltstellung der Schaltwippe (60) von der Federvorrichtung (160) beabstandet ist und ab einer vorbestimmten Winkelauslenkung α der Schalt
wippe von ihrer Einschaltstellung in die Ausschaltstellung die Federvorrichtung kon
taktiert und diese zumindest teilweise entgegen der Einschubrichtung des Sicherungs
stöpsels (80) in die Schaltwippe (60) gegen die Federkraft der Federvorrichtung (160)
wegdrückt.
7. Schaltsicherungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Federeinrichtung (160) einstückig ist und aus einem Blech gestanzt
und gebogen ist.
8. Schaltsicherungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Federvorrichtung (160) aus Federstahl besteht.
9. Schaltsicherungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Federvorrichtung (160) so ausgebildet ist, daß sie in der Einschalt
stellung der Schaltwippe (60) eine Einrastung bewirkt.
10. Schaltsicherungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schaltsicherungseinheit (20) eine mit einem Federelement versehene
Kontaktvorrichtung mit einem beweglichen Kontaktelement (32) umfaßt, wobei das
Kontaktelement (32) mittels eines flexiblen Leiters (30) mit einem Eingangs- (24) oder
Ausgangskontakt der Schaltsicherungseinheit (20) verbunden ist, wobei die Schaltsiche
rungseinheit (20) ferner ein Stabilitätselement (140) umfaßt, das einerseits direkt oder
indirekt fest an dem Gehäuse (22) der Schaltsicherungseinheit (20) befestigt und ande
rerseits direkt oder indirekt mit dem Kontaktelement (32) so verbunden ist, daß eine
stabilisierende Wirkung zumindest in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur
Richtung der auf das Kontaktelement (32) wirkenden Federkraft des Federelements (34)
ausgeübt wird.
11. Schaltsicherungseinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilitäts
element (140) ferner ein Kontaktführungselement mit Führungsflächen (142, 144, 146)
aufweist, das das Kontaktelement (32) in Abhängigkeit von der Stellung der Schaltwip
pe (60) in einen definierten, relativen Abstand von der Abdeckvorrichtung (120) hält,
wobei der Abstand im wesentlichen nur in der Einschaltstellung der Schaltwippe (60)
Null beträgt und ein Kontakt hergestellt ist, so daß ein Schleifen der Kontakte (32, 120)
gegeneinander während des Schwenkens der Schaltwippe (60) vermieden wird.
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---|---|---|---|
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- 2000-09-04 DE DE2000143464 patent/DE10043464C1/de not_active Expired - Fee Related
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