DE102014204394A1

DE102014204394A1 - Thermische Auslösewelle einer thermischen Auslösevorrichtung mit einer Aussparung zur Aufnahme eines Übertragungselementes eines Schieberelementes

Info

Publication number: DE102014204394A1
Application number: DE102014204394.8A
Authority: DE
Inventors: Frank Himmelein; Zbynek Augusta; Filip Musil
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2014-03-11
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2015-09-17
Also published as: CN104916506A

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine thermische Auslösewelle einer thermischen Auslösevorrichtung, einer thermisch-magnetischen Auslöseeinheit eines elektrischen Schalters und einen elektrischen Schalter und insbesondere einen Kompaktleistungsschalter zum Unterbrechen eines Stromflusses eines elektrischen Stromes eines elektrischen Schaltkreises bei Auftreten eines auslösenden Ereignisses, wobei die thermische Auslösewelle eine Aussparung zur Aufnahme eines Übertragungselementes eines Schieberelementes aufweist, welches zur Umwandlung einer Drehbewegung eines Verstellelementes einer Verstellvorrichtung, welche zum Verstellen einer Position der thermischen Auslösewelle in Längsrichtung entlang einer Drehachse der thermischen Auslösewelle dient, in eine translatorische Bewegung der thermischen Auslösewelle entlang der Drehachse dient, wobei die Aussparung sich zumindest abschnittsweise in einen Bereich der Drehachse der thermischen Auslösewelle hinein erstreckt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine thermische Auslösewelle einer thermischen Auslösevorrichtung eines elektrischen Schalters sowie auf eine thermisch-magnetische Auslöseeinheit eines elektrischen Schalters und auf einen elektrischen Schalter zum Unterbrechen eines Stromflusses eines elektrischen Stromes eines elektrischen Schaltkreises bei Auftreten eines auslösenden Ereignisses.
Grundlegend ist es bekannt, dass Kompaktleistungsschalter (MCCB = Molded Case Circuit Breaker) beispielsweise nach dem Prinzip der magnetischen Abstoßung bzw. der Unterbrechung bzw. Trennung der Kontakte ausgelegt sind. Hierbei öffnen sich die Kontakte, bevor der voraussichtliche Spitzenwert des Kurzschlussstromes erreicht wird. Durch die Trennung der Kontakte reduzieren sich erheblich die thermische Belastung sowie die mechanische Belastung durch den Stoßkurzschlussstrom der Systemkomponenten, welche während eines Kurzschlusses auftreten können. Ein Kompaktleistungsschalter wird beispielsweise eingesetzt, um eine Doppelfunktion zu realisieren, nämlich den Schutz einer Anlage vor Überlast- und Kurzschlussströmen sowie den Schutz von Leitungen und elektrischen Betriebsmitteln vor Schäden durch beispielsweise Erdschlüsse. Um eine Anlage vor Überlastströmen bzw. Kurzschlussströmen zu schützen, weist der Kompaktleistungsschalter, welcher auch als thermisch-magnetischer Leistungsschalter bzw. Schutzschalter bezeichnet werden kann, eine thermisch-magnetische Auslöseeinheit (TMTU = Thermal Magnetic Trip Unit) auf. Die thermisch-magnetische Auslöseeinheit weist eine thermische Auslösevorrichtung, um die elektrische Schaltung oder eine elektrische Vorrichtung vor einer Beschädigung aufgrund einer Überlast zu schützen, und eine magnetische Auslösevorrichtung, um die elektrische Schaltung oder eine elektrische Vorrichtung vor einer Beschädigung aufgrund eines Kurzschlusses zu schützen, auf.
Ein Kurzschluss und insbesondere ein elektrischer Kurzschluss ist allgemein bekannt als eine zufällige oder absichtlich entstandene leitende Verbindung zwischen zwei oder mehr leitfähigen Teilen und vornehmlich zwischen zwei Knoten der elektrischen Schaltung, durch welche die elektrischen Potentialdifferenzen zwischen diesen leitfähigen Teilen auf einen Wert gleich Null oder nahezu Null fallen. Insbesondere in Bezug auf einen Kompaktleistungsschalter ist ein Kurzschluss eine anormale Verbindung zwischen zwei getrennten Phasen, die dazu bestimmt sind, getrennt oder voneinander isoliert zu werden. Ein Kurzschluss führt zu dem Vorliegen eines übermäßigen elektrischen Stroms, nämlich eines Überstroms, welcher zu einer Beschädigung, einer Überhitzung, einem Brand oder gar einer Explosion der elektrischen Schaltung und/oder des Verbrauchers führen kann. Eine Überlast ist ein im Vergleich zum Kurzschluss weniger extremer Zustand und vielmehr ein langfristiger Überstromzustand.
Es ist des Weiteren grundlegend bekannt, dass die thermische Auslösevorrichtung beispielsweise ein Bimetallelement aus wenigstens zwei aufeinander gewalzten Metallbändern mit jeweils unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist. Der elektrische Strom fließt beispielsweise für die Erwärmung dieses Bimetallelementes über eine entsprechende Heizwicklung oder entlang eines sich verjüngenden Stromleitungspfades, wobei aufgrund der verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Metallbänder das Bimetallelement sich bei entsprechender aufgebrachter Wärmeenergie verbiegt bzw. krümmt. Aufgrund der Biegungsbewegung des Bimetallelementes werden beispielsweise Steuerkontakte betätigt oder ein Schaltschloss eines Schutzschalters entklinkt. Die magnetische Auslösevorrichtung bzw. die elektromagnetische Auslösevorrichtung ist beispielsweise derart aufgebaut, dass bei Auftreten eines Kurzschlusses bzw. Kurzschlussstromes der über ein Stromleitungselement fließende elektrische Strom derart groß ist, dass ein an dem Stromleitungselement angeordnetes Jochelement ein Magnetfeld erzeugt, wodurch wiederum beispielsweise ein Ankerelement angezogen wird. Aufgrund der Bewegung des Ankerelementes wird zum Beispiel ein Schaltschloss des Schutzschalters unverzögert entklinkt. Das Ankerelement bzw. der Anker ist bekannter Weise durch eine Feder und insbesondere eine Zugfeder in Position gehalten, so dass eine Bewegung des Ankerelementes in Richtung des Jochelementes entgegen der Zugkraft bzw. Federkraft der Feder folglich nur bei Auftreten einer definierten Magnetfeldstärke und folglich einer entsprechend auslösenden Kurzschlussstromstärke erfolgen kann. Kompaktleistungsschalter sind vorzugsweise Leistungsschutzschalter, welche nach einem Auslösen aufgrund einer Überlast oder eines Kurzschlussstromes wieder eingeschaltet werden können.
Insbesondere im Hinblick auf die unterschiedlichen Nennströme des elektrischen Schaltkreises, an welchem der elektrische Schalter, insbesondere der Kompaktleistungsschalter, zur Unterbrechung eines Stromflusses eines elektrischen Stromes angeordnet ist, ist es erforderlich, die Auslösecharakteristik bzw. die Auslösewerte, insbesondere hinsichtlich der Reaktionszeit, des Kompaktleistungsschalters und insbesondere der thermisch-magnetischen Auslöseeinheit des elektrischen Schalters einstellen zu können. Zur Justierung der Auslösecharakteristik der thermischen Auslösevorrichtung ist es grundliegend bekannt, die thermische Auslösewelle entlang ihrer Drehachse in Längsrichtung zu verschieben, so dass der Abstand zwischen den entsprechenden Kontaktierungsbereichen der thermischen Auslösewelle und des Bimetallelementes, welches ein Bestandteil der thermischen Auslösevorrichtung sein kann, verändert werden kann. Grundlegend ist es für eine derartige Verschiebung der thermischen Auslösewelle in deren translatorischer Richtung bekannt, einen entsprechenden Verstellknopf um dessen Drehachse zu drehen, so dass beispielsweise ein Pin des Drehknopfes in ein Aufnahmeelement der thermischen Auslösewelle eingreift, welches sich im Wesentlichen von der Wellenstange der thermischen Auslösewelle weg in Richtung des Verstellknopfes erstreckt. Es ist insbesondere aufgrund unterschiedlicher Fertigungstoleranzen jedoch möglich, dass der Pin des Verstellknopfes, welcher mit dem Aufnahmeelement der thermischen Auslösewelle in Verbindung tritt, innerhalb eines entsprechenden Aufnahmeraumes des Aufnahmeelementes derart beweglich angeordnet ist, dass bei einer Drehbewegung des Verstellknopfes um dessen Drehachse, zumindest in einem definierten Bereich, keine Übertragung der Drehbewegung des Verstellknopfes über den Pin an die thermische Auslösewelle stattfindet. Das bedeutet, dass der Pin des Verstellelementes nachteilig in Form einer Spielpassung innerhalb des Aufnahmeraumes des Aufnahmeelementes eingebracht ist, so dass sich zwischen dem Pin und den Wandungen des Aufnahmeraumes des Aufnahmeelementes ein Luftspalt bildet, welcher folglich eine vorteilhaft lineare Übertragung der Drehbewegung des Verstellknopfes in eine translatorische Bewegung der thermischen Auslösewelle entlang ihrer Drehachse verhindert.
Als nachteilig ist hierbei folglich anzusehen, dass eine präzise Positionierung der thermischen Welle in Bezug auf das Bimetallelement nicht realisierbar ist. Zudem führt die Anordnung des Verstellelementes und insbesondere des Pins des Verstellelementes gegenüber der thermischen Auslösewelle und insbesondere gegenüber dem Aufnahmeelement der thermischen Auslösewelle zu einer dezentral stattfindenden Kontaktierung des Pins des Verstellelementes an der thermischen Auslösewelle in Bezug auf deren Drehachse, so dass insbesondere die Kraftübertragung beabstandet zur Drehachse der thermischen Auslösewelle stattfindet, wodurch wiederum nachteilig zusätzliche Reibungen und insbesondere ein Reibhebel während des Verstellprozesses der thermischen Welle entlang deren Drehachse auftreten können, welche zudem durch die Kraft des auslösenden Elementes, insbesondere des Bimetallelementes selbst, überwunden werden müssen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einer thermischen Auslösewelle und insbesondere einer thermischen Auslöseeinheit beziehungsweise einer thermisch-magnetischen Auslöseeinheit eines elektrischen Schalters zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine thermische Auslösewelle, eine thermisch-magnetische Auslöseeinheit sowie einen elektrischen Schalter und insbesondere einen Kompaktleistungsschalter zur Verfügung zu stellen, welche auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise eine Verstellung der thermischen Auslösewelle entlang ihrer Drehachse und insbesondere in Längsrichtung der Drehachse ermöglichen, wobei vorteilhaft eine lineare Übertragung der Drehbewegung eines Verstellknopfes einer Verstellvorrichtung in eine translatorische Bewegung der thermischen Auslösewelle entlang ihrer Drehachse ermöglicht und ein Auftreten zusätzlicher Reibungen und/oder eines Reibhebels vorteilhaft verringert beziehungsweise vermieden werden sollen.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine thermische Auslösewelle einer thermischen Auslösevorrichtung eines elektrischen Schalters mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1, eine thermisch-magnetische Auslöseeinheit eines elektrischen Schalters mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10 sowie einen elektrischen Schalter und insbesondere einen Kompaktleistungsschalter zum Unterbrechen eines Stromflusses eines elektrischen Stromes eines elektrischen Schaltkreises bei Auftreten eines auslösenden Ereignisses mit den Merkmalen gemäß Anspruch 11. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen thermischen Auslösewelle beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen thermisch-magnetischen Auslöseeinheit und/oder dem erfindungsgemäßen elektrischen Schalter und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
Die erfindungsgemäße thermische Auslösewelle einer thermischen Auslösevorrichtung eines elektrischen Schalters zum Unterbrechen eines Stromflusses eines elektrischen Stromes eines elektrischen Schaltkreises bei Auftreten eines auslösenden Ereignisses weist eine Aussparung zur Aufnahme eines Übertragungselementes eines Schieberelementes auf, welches zur Umwandlung einer Drehbewegung eines Verstellelementes einer Verstellvorrichtung, welche zum Verstellen einer Position der thermischen Auslösewelle in Längsrichtung entlang einer Drehachse der thermischen Auslösewelle dient, in eine translatorische Bewegung der thermischen Auslösewelle entlang der Drehachse dient, wobei die Aussparung sich zumindest abschnittsweise in einen Bereich der Drehachse der thermischen Auslösewelle hinein erstreckt. Die thermische Auslösevorrichtung selbst weist vorteilhaft neben der thermischen Auslösewelle auch ein Bimetallelement zum Kontaktieren der thermischen Auslösewelle und Auslösen einer Drehbewegung der thermischen Auslösewelle um deren Drehachse auf. Der elektrische Schalter ist vorteilhaft ein Kompaktleistungsschalter, welcher neben der thermischen Auslösevorrichtung auch eine magnetische Auslösevorrichtung aufweist, um einen Stromfluss eines elektrischen Stromes eines elektrischen Schaltkreises bei Auftreten eines Überlaststromes beziehungsweise eines Kurzschlussstromes zu unterbrechen. Der elektrische Schaltkreis ist vorteilhaft mit zumindest einer Last beziehungsweise einem elektrischen Verbraucher verbunden, so dass bei einer Unterbrechung des Stromflusses des elektrischen Stromes dieses Schaltkreises bei Auftreten des auslösenden Ereignisses, wie des Kurzschlusses oder der Überlast, dieser elektrische Verbraucher vor einer Beschädigung geschützt wird.
Die Aussparung der thermischen Auslösewelle ist vorteilhaft in einem Bereich der Wellenstange der thermischen Auslösewelle eingebracht und erstreckt sich demzufolge ausgehend von einer Umfangswandung der Wellenstange der thermischen Auslösewelle in diese Wellenstange hinein, wobei die Tiefe der Aussparung vorteilhaft zumindest bis in den Bereich der Drehachse der thermischen Auslösewelle hinein reicht. Die Aussparung selbst ist dabei beispielsweise in Form einer Vertiefung und vorteilhaft in Form einer Bohrung beziehungsweise einer Durchgangsbohrung durch die Wellenstange der thermischen Auslösewelle ausgestaltet. Das Verstellelement selbst ist insbesondere ein Verstellknopf beziehungsweise ein Knopfelement, welches um eine Verstellelementdrehachse gedreht beziehungsweise rotiert werden kann. Die Drehung beziehungsweise Rotation des Verstellelementes um dessen Drehachse bzw. um die Verstellelementdrehachse kann dabei in Richtung des Uhrzeigersinns oder auch entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgen, wodurch wiederum die thermische Auslösewelle in translatorischer Richtung vor- beziehungsweise zurückbewegt wird. Das Verstellelement selbst ist insbesondere ein Bauteil beziehungsweise ein Bestandteil einer Verstellvorrichtung, welche vorteilhaft auch das Schieberelement aufweist. Das Schieberelement ist ein Zwischenelement, welches zwischen dem Verstellelement und der thermischen Auslösewelle angeordnet ist und dazu dient, die Drehbewegung des Verstellelementes in eine translatorische Bewegung der thermischen Auslösewelle umzuwandeln und die Bewegungsenergie zu übertragen. Das Schieberelement weist dafür insbesondere zwei sich vom Schieberelement weg erstreckende Vorsprünge auf, wobei einer dieser Vorsprünge ein Übertragungselement ist, welches in die Aussparung der thermischen Auslösewelle und insbesondere der Wellenstange der thermischen Auslösewelle eingreift. Der zweite Vorsprung erstreckt sich von der Seite des Schieberelementes weg, welche der Seite gegenüberliegt, von welcher sich das Übertragungselement weg erstreckt und mündet beispielsweise in einer Nut, wie einer Führungsnut des Verstellelementes.
Die Führungsnut des Verstellelementes ist dabei insbesondere in einer Wandung beziehungsweise einer Oberfläche des Verstellelementes eingebracht. Durch eine Drehbewegung des Verstellelementes, ausgelöst beispielsweise durch einen Endkunden, wird folglich der Führungspin beziehungsweise das Führungselement des Schieberelementes entlang dieser Führungsnut des Verstellelementes bewegt, wodurch wiederum das Schieberelement, welches vorteilhaft auf entsprechenden Führungsschienen gleitend gelagert ist, in eine translatorische Richtung bewegt wird. Das Übertragungselement überträgt folglich die von dem Schieberelement umgewandelte Bewegung, das bedeutet die translatorische Bewegung, welche aus der Drehbewegung des Verstellelementes erzeugt wird, an die thermische Auslösewelle und insbesondere an eine Wellenstange der thermischen Auslösewelle, wodurch wiederum die thermische Auslösewelle in translatorischer Richtung entlang deren Drehachse und insbesondere in Längsrichtung der Drehachse bewegt wird. Vorteilhaft findet hierbei eine lineare Übertragung der Bewegung über das Schieberelement an die Wellenstange der thermischen Auslösewelle in dem Bereich der Drehachse der thermischen Auslösewelle statt, so dass ein Auftreten eines zusätzlichen Reibhebels vorteilhaft vermieden wird.
Des Weiteren ist es vorteilhaft möglich, dass die Aussparung selbst derart dimensioniert ist, dass deren Umfang geringer ist als der Umfang des Übertragungselementes, so dass eine Verbindung zwischen dem Übertragungselement und der Aussparung mittels einer Presspassung realisiert werden kann. Demzufolge erfolgt die Verbindung zwischen dem Übertragungselement des Schieberelementes der Verstellvorrichtung und der Aussparung der Wellenstange der thermischen Auslösewelle vorteilhaft kraftschlüssig, wobei auch eine formschlüssige Verbindung möglich wäre. Vorteilhaft greift das Übertragungselement spielfrei in die Aussparung der thermischen Auslösewelle ein, wobei besonders vorteilhaft eine Presspassung zwischen dem Übertragungselement und der Wellenstange bzw. der Aussparung der Wellenstange der thermischen Auslösewelle ermöglicht wird. Es ist des Weiteren denkbar, dass die Verbindung form- und kraftschlüssig erfolgt. Hierfür ist es auch denkbar, dass die Aussparung beispielsweise ein Gewinde und insbesondere ein Innengewinde aufweist, in welches das Übertragungselement, welches vorteilhaft ein Außengewinde aufweist, eingreifen kann. Hierbei wird folglich das Übertragungselement des Schieberelementes der Verstellvorrichtung in die Aussparung der thermischen Auslösewelle eingeschraubt. Die Wellenstange der thermischen Auslösewelle weist vorteilhaft eine zylinderförmige und insbesondere kreiszylinderförmige Form auf, wobei auch eine im Querschnitt betrachtet quadratische beziehungsweise rechteckige Ausgestaltung möglich ist. Vorteilhaft erstreckt sich die Umfangswandung der Wellenstange der thermischen Auslösewelle im Wesentlichen gleichbleibend entlang der Drehachse der thermischen Auslösewelle, so dass folglich die Wellenstange eine im Wesentlichen gleichbleibende Form und insbesondere eine Stangenform aufweist.
Im Rahmen der Erfindung ist es des Weiteren denkbar, dass die Aussparung wenigstens einen Fixierungsbereich zum Fixieren des Übertragungselementes in der Aussparung aufweist, welcher sich ausgehend von zumindest einem Wandungsbereich einer Wandung der Aussparung in einen Innenbereich der Aussparung hinein erstreckt. Ein derartiger Fixierungsbereich ist insbesondere ein Vorsprung, eine Materialanhäufung oder eine Wölbung oder Ähnliches und erstreckt sich vorteilhaft zumindest teilweise entlang der Wandung der Aussparung. Vorteilhaft erstreckt sich der Fixierungsbereich in einem definierten Bereich der Aussparung in das Innere der Aussparung hinein, um folglich den Aufnahmeraum der Aussparung zumindest in diesem definierten Bereich zu verringern. Es ist des Weiteren denkbar, dass der Fixierungsbereich zumindest bereichsweise deformierbar ist, um folglich beim Einbringen des Übertragungselementes in die Aussparung eine Presspassung zwischen dem Übertragungselement und der Aussparung beziehungsweise dem Fixierungsbereich der Aussparung zu ermöglichen. Hierfür wäre es auch denkbar, dass der Fixierungsbereich wenigstens eine Einführschräge aufweisen kann, um das Einbringen des Übertragungselementes in die Aussparung und insbesondere in einen Aufnahmeraum, welcher sich beispielsweise zwischen dem Fixierungsbereich der Aussparung und einer Wandung der Aussparung erstrecken kann, zu vereinfachen. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die Aussparung selbst eine Einführschräge aufweisen kann, um das Einbringen des Übertragungselementes in die Aussparung zu erleichtern. Vorteilhaft weist der Fixierungsbereich der Aussparung ein zur Wellenstange der thermischen Auslösewelle identisches Material auf. Insbesondere ist die thermische Auslösewelle als Spritzgussteil hergestellt, wobei auch die Fixierungsbereiche der Aussparung im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Folglich bilden die Fixierungsbereiche der Aussparung der Wellenstange der thermischen Auslösewelle Materialanhäufungen, wodurch insbesondere der Aufnahmeraum der Aussparung definiert verringert werden kann.
Es ist des Weiteren denkbar, dass der Fixierungsbereich ausgehend von der Wandung der Aussparung in Richtung des Innenbereiches der Aussparung zumindest abschnittsweise verjüngend ausgestaltet ist. Demzufolge weist der Fixierungsbereich vorteilhaft einen Bereich auf, welcher in einer Nadelspitzenform ausgestaltet ist, wobei diese Nadelspitze sich ausgehend von der Aussparungswandung am weitesten in das Innere der Aussparung beziehungsweise in dessen Zentrum hinein erstreckt. Vorteilhaft ist die Nadelspitze in einem Bereich der Drehachse der thermischen Auslösewelle angeordnet beziehungsweise erstreckt sich zumindest abschnittsweise entlang dieser Drehachse. Hierdurch wird eine Kontaktierung der Aussparung und insbesondere des Fixierungsbereiches der Aussparung mit einer Wandung des Übertragungselementes, welches beispielsweise in Form einer Zunge oder eines Pin oder Ähnlichem ausgestaltet sein kann, in einem Bereich der Drehachse der thermischen Auslösewelle ermöglicht. Folglich erfolgt die Kraftübertragung ausgehend von dem Verstellelement über das Schieberelement an die thermische Auslösewelle direkt in dem Bereich der Drehachse der thermischen Auslösewelle, so dass ein Auftreten eines Reibhebels vorteilhaft vermieden wird, indem sich insbesondere das Reibmoment beziehungsweise die übertragene Kraft entlang der Drehachse der thermischen Auslösewelle erstrecken kann.
Demzufolge weist die Verjüngung einen Kontaktpunkt zur Kontaktierung eines Bereiches des Übertragungselementes auf, welcher an einem Bereich der Drehachse der thermischen Welle ausgebildet ist. Hierdurch werden folglich die Drehachse und insbesondere die Wellenstange der Drehachse aufgrund der Krafteinleitung weder auf Biegung noch auf Torsion beansprucht, so dass eine Übertragung der Kraft zur Erzeugung einer translatorischen Bewegung der thermischen Auslösewelle entlang deren Drehachse direkt im Bereich der Drehachse der thermischen Auslösewelle erfolgen kann.
Im Rahmen der Erfindung ist es des Weiteren denkbar, dass die Aussparung wenigstens zwei Fixierungsbereiche zum Fixieren des Übertragungselementes in der Aussparung aufweist, wobei die Fixierungsbereiche innerhalb der Aussparungen zumindest abschnittsweise entlang der Längsrichtung der Drehachse der thermischen Auslösewelle einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die wenigstens zwei Fixierungsbereiche, wobei auch vorteilhaft drei oder mehr Fixierungsbereiche innerhalb der Aussparung angeordnet sein können, können eine identische oder auch eine zueinander jeweils unterschiedliche Ausgestaltung aufweisen. Vorteilhaft werden beide Fixierungsbereiche während eines Spritzgussverfahrens zur Herstellung der thermischen Auslösewelle erzeugt und weisen demzufolge ein selbiges Material wie die thermische Auslösewelle und insbesondere ein Kunststoffmaterial auf. Vorteilhaft sind die wenigstens zwei Fixierungsbereiche derart deformierbar, dass eine Anordnung des Übertragungselementes innerhalb der Aussparung derart gewährleistet werden kann, dass insbesondere eine Presspassung zwischen dem Übertragungselement und der Aussparung und insbesondere den Fixierungsbereichen der Aussparung ermöglicht wird. Vorteilhaft kontaktieren die wenigstens zwei Fixierungsbereiche das Übertragungselement direkt im Bereich der Drehachse der thermischen Auslösewelle, wobei die Fixierungsbereiche und insbesondere deren Kontaktpunkten entlang der Drehachse betrachtet gegenüberliegend angeordnet sind. Die Kontaktpunkte der Fixierungsbereiche sind folglich gegeneinander ausgerichtet, so dass das Übertragungselement vorteilhaft an zwei einander gegenüberliegenden Bereichen durch die Fixierungsbereiche der Aussparung der thermischen Auslösewelle kontaktiert und insbesondere fixiert ist.
Es ist des Weiteren denkbar, dass die Aussparung einen Aufnahmeraum zum Einbringen des Übertragungselementes aufweist, welcher einen Aufnahmeraumumfang aufweist, welcher geringer dimensioniert ist als ein Übertragungselementumfang des Übertragungselementes, um eine Presspassung zwischen dem Übertragungselement und der thermischen Auslösewelle zu ermöglichen. Hierbei wird als Aufnahmeraum insbesondere der Raum beziehungsweise der Bereich verstanden, welcher sich zwischen den einzelnen Fixierungsbereichen und vorteilhaft deren Kontaktpunkten beziehungsweise dem zumindest einem Fixierungsbereich und vorteilhaft dem Kontaktpunkt dieses Fixierungsbereiches und einer demgegenüber ausgestalteten Wandung der Aussparung erstreckt. Der Kontaktpunkt des Fixierungsbereiches kann dabei auch als Kontaktbereich selbst ausgestaltet sein. Der Aufnahmeraum ist folglich der Raum, innerhalb welchem das Übertragungselement eingebracht werden kann. Dieser Aufnahmeraum ist vorteilhaft geringer dimensioniert als das Übertragungselement und insbesondere der Umfang des Übertragungselementes, so dass eine Presspassung zwischen dem Übertragungselement und der Aussparung und insbesondere dessen Fixierungsbereich(en) ermöglicht werden kann. Unter einer Presspassung wird folglich eine Flächenpressung zwischen den Fixierungsbereichen beziehungsweise dem Fixierungsbereich und einer diesem Fixierungsbereich vorteilhaft gegenüberliegenden Wandung der Aussparung mit dem Übertragungselement verstanden, wobei der Aufnahmeraum folglich bewusst kleiner als das Übertragungselement beziehungsweise das Übertragungselement bewusst größer als der Aufnahmeraum dimensioniert wurden, so dass eine Übermaßanpassung realisiert werden kann.
Es ist des Weiteren denkbar, dass die thermische Auslösewelle ein Federelement aufweist, welches sich zumindest abschnittsweise entlang einer Drehachse der thermischen Auslösewelle erstreckt, um eine definierte Druckkraft auf den Fixierungsbereich der Aussparung auszuüben. Das Federelement selbst ist vorteilhaft eine Druckfeder mit einer definierten und insbesondere geringen Federkraft, welches derart auf die thermische Auslösewelle und insbesondere auf die Wellenstange der thermischen Auslösewelle eine Druckkraft aufbringt, dass vorteilhaft eine stetige Kontaktierung beziehungsweise Anpressung der Aussparung und insbesondere des wenigstens einen Fixierungsbereiches der Aussparung mit dem Übertragungselement stattfindet. Dadurch wird vorteilhaft das Auftreten eines möglichen Luftspaltes zwischen der Aussparung beziehungsweise dem wenigstens einen Fixierungsbereich der Aussparung und dem Übertragungselement vermieden, so dass eine lineare und vorteilhaft verlustfreie Bewegungsenergieübertragung der Drehbewegung des Verstellelementes in eine translatorische Bewegung der thermischen Auslösewelle insbesondere erfolgen kann. Um ein ungewolltes Positionieren bzw. Bewegen der thermischen Auslösewelle aufgrund der Druckkraft des Federelementes zu vermeiden, bringt das Verstellelement selbst aufgrund der Anordnung des Führungselementes des Schieberelementes innerhalb einer Führungsnut des Verstellelementes eine hinreichende Reibungskraft zwischen dem Führungselement und den Wandungen der Führungsnut auf, welche als Gegenkraft gegen eine Druckkraft und insbesondere eine Rückstellkraft des Federelementes zur Bewegung der thermischen Auslösewelle dient.
Demzufolge ist es vorteilhaft möglich, dass die Verstellvorrichtung basierend auf einer Presspassung und/oder mittels der Verwendung eines Federelementes eine spielfrei Verbindung mit der Wellenstange und insbesondere der thermischen Auslösewelle aufweist, wodurch eine exakte Übertragung der Bewegungsenergie des Verstellelementes der Verstellvorrichtung an die thermische Auslösewelle erfolgen kann.
Es ist des Weiteren denkbar, dass das Federelement zumindest abschnittsweise in einer Ausnehmung einer Wellenstange der thermischen Auslösewelle angeordnet ist und ein erstes Ende aufweist, welches einen Anschlagsbereich der Wellenstange kontaktiert und ein zweites Ende, welches eine Gehäusewandung eines Gehäuses einer thermisch-magnetischen Auslöseeinheit kontaktiert. Vorteilhaft erstreckt sich folglich das Federelement entlang der Drehachse der thermischen Auslösewelle und insbesondere zwischen einem Bereich des Gehäuses der thermischen Auslöseeinheit und der Wellenstange der thermischen Auslösewelle. Vorteilhaft ist das Federelement vorgespannt montiert, um eine definierte Druckkraft auf die Wellenstange und insbesondere auf den Fixierungsbereich der Aussparung der Wellenstange ausüben zu können, wodurch eine Kontaktierung zwischen dem Fixierungsbereich der Aussparung und dem Übertragungselement stattfinden kann. Die Ausnehmung der Wellenstange erstreckt sich vorteilhaft entlang der Drehachse der Wellenstange beziehungsweise der thermischen Auslösewelle und dient als Aufnahme zumindest eines Bereiches des Federelementes. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Federelement auf einem Vorsprung, welcher sich entlang der Drehachse der thermischen Auslösewelle erstreckt, aufgebracht und insbesondere angeordnet ist.
Es ist des Weiteren denkbar, dass die thermische Auslösewelle wenigstens einen innerhalb der Aussparung angeordneten Fixierungsbereich, welcher in Form eines gegenüber der thermischen Auslösewelle beweglich angeordneten Fixierungselementes ausgestaltet ist, aufweist, welcher mittels einer Federkraft eines das Fixierungselement kontaktierenden Federelementes kraftbeaufschlagbar ist, um das Übertragungselement zu fixieren. Demzufolge wäre es denkbar, dass das Federelement und zumindest ein Teil beziehungsweise ein Bereich des Fixierungselementes innerhalb einer sich entlang der Längsachse der Drehachse erstreckenden Ausnehmung angeordnet sind, wobei das Federelement das Fixierungselement mittels einer Federkraft gegen das Übertragungselement drückt, um ein Auftreten von Zwischenräumen zwischen dem Fixierungselement beziehungsweise der Aussparung der Wellenstange der thermischen Auslösewelle und dem Übertragungselement zu verhindern und um eine Fixierung des Übertragungselementes innerhalb der Aussparung zu ermöglichen. Das Fixierungselement ist folglich ein gegenüber der Aussparung und insbesondere der Aussparungswandung der Aussparung beweglich angeordnetes und vorteilhaft separates Element, welches insbesondere in einem Montageprozess nach der Erzeugung der thermischen Auslösewelle in den Bereich der Aussparung eingebracht wird. Es ist des Weiteren auch denkbar, dass zumindest zwei oder auch mehr als zwei Fixierungselemente im Bereich der Aussparung angeordnet werden, wobei insbesondere wenigstens zwei Fixierungselemente sich gegenüberliegend angeordnet sind und sich vorteilhaft zumindest abschnittsweise entlang der Drehachse und insbesondere entlang einer Längsachse der Drehachse der thermischen Auslösewelle erstrecken. Vorteilhaft liegen beide Fixierungselemente auf der Drehachse der thermischen Auslösewelle.
Des Weiteren ist eine thermisch-magnetische Auslöseeinheit eines elektrischen Schalters zum Unterbrechen eines Stromflusses eines elektrischen Stromes eines elektrischen Schaltkreises bei Auftreten eines auslösenden Ereignisses beansprucht. Die thermisch-magnetische Auslöseeinheit ist durch eine thermische Auslösevorrichtung, aufweisend wenigstens eine thermische Auslösewelle gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 9 und ein die thermische Auslösewelle in Drehbewegung um deren Drehachse versetzendes Bimetallelement, zum Auslösen einer Unterbrechung des elektrischen Schaltkreises bei Auftreten eines Überlaststromes, sowie durch eine magnetische Auslösevorrichtung, aufweisend wenigstens eine magnetische Auslösewelle und ein die magnetische Auslösewelle in Drehbewegung um deren Drehachse versetzendes Ankerelement, zum Auslösen einer Unterbrechung des elektrischen Schaltkreises bei Auftreten eines Kurzschlussstromes gekennzeichnet. Die thermisch-magnetische Auslöseeinheit weist demnach vorteilhaft eine thermische Auslösewelle der oben genannten Art auf und ist folglich ein Bestandteil eines elektrischen Schalters und insbesondere eines Kompaktleistungsschalters.
Bei der erfindungsgemäßen thermisch-magnetische Auslöseeinheit ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einer thermischen Auslösewelle gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.
Des Weiteren ist ein elektrischer Schalter und insbesondere ein Kompaktleistungsschalter zum Unterbrechen eines Stromflusses eines elektrischen Stromes eines elektrischen Schaltkreises bei Auftreten eines auslösenden Ereignisses, aufweisend wenigstens eine thermisch-magnetische Auslöseeinheit gemäß Anspruch 10, beansprucht. Folglich weist der elektrische Schalter und insbesondere der Kompaktleistungsschalter eine thermisch-magnetische Auslöseeinheit gemäß der oben genannten Art auf.
Bei dem elektrischen Schalter ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einer thermischen Auslösewelle und/oder einer thermisch-magnetischen Auslöseeinheit gemäß den ersten Aspekten der Erfindung beschrieben worden sind.
Im Rahmen der Erfindung ist vorteilhaft auch ein Verfahren zum translatorischen Verstellen einer thermischen Auslösewelle einer thermischen Auslösevorrichtung eines elektrischen Schalters entlang einer Drehachse der thermischen Auslösewelle beansprucht, wobei ein Verstellelement einer Verstellvorrichtung zum Erzeugen der Verstellung der thermischen Auslösewelle um eine Verstellelementdrehachse rotatorisch bewegt wird, so dass ein innerhalb einer Aussparung mittels beispielsweise eines Fixierungsbereiches der Aussparung fixiertes Übertragungselement der Verstellvorrichtung in translatorischer Richtung entlang der Drehachse der thermischen Auslösewelle bewegt wird, wodurch die thermische Auslösewelle in translatorischer Richtung entlang der Drehachse der thermischen Auslösewelle bewegt wird. Demzufolge findet eine Übertragung der Bewegungsenergie des Verstellelementes an die Wellenstange der thermischen Auslösewelle statt, um diese in translatorischer Richtung entlang deren Drehachse zu bewegen. Vorteilhaft ist ein zwischen dem Verstellelement und der thermischen Auslösewelle angeordnetes Schieberelement derart ausgestaltet, dass dieses die Drehbewegung des Verstellelementes und insbesondere des Verstellknopfes in eine translatorische Bewegung der thermischen Auslösewelle umwandeln und die Bewegungsenergie von dem Verstellelement an die thermische Auslösewelle übertragen kann.
Eine aus dem Stand der Technik bekannte Ausführungsform einer thermischen Auslösewelle sowie Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen thermischen Auslösewelle mit einer Verstellvorrichtung zum Verstellen der thermischen Auslösewelle entlang deren Drehachse sowie eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen thermisch-magnetischen Auslöseeinheit werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
1 in einer perspektivischen Ansicht eine aus dem Stand der Technik bekannte Ausführungsform einer thermischen Auslösewelle,
2 in einer seitlichen Ansicht ein Ausschnitt einer Schnittdarstellung der in 1 gezeigten thermischen Auslösewelle,
3 in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen thermischen Auslösewelle,
4 in einer seitlichen Ansicht eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen thermischen Auslösewelle,
5 in einer seitlichen Ansicht ein Ausschnitt einer Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen thermischen Auslösewelle und
6 in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen thermisch-magnetischen Auslöseeinheit.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 6 mit denselben Bezugszeichen versehen.
In 1 ist in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform einer aus dem Stand der Technik bekannten thermischen Auslösewelle 100 gezeigt. Die thermische Auslösewelle 100 weist eine Wellenstange 101 auf, welche sich entlang einer Drehachse A und insbesondere in horizontaler Richtung H erstreckt. Ausgehend von der Wellenstange 101 weist die thermische Auslösewelle 100 wenigstens ein erstes Kontaktelement 103 und insbesondere drei erste Kontaktelemente 103.1, 103.2 und 103.3 auf, welche vorteilhaft dazu dienen, in Kontakt mit einer hier nicht gezeigten magnetischen Auslösewelle einer magnetischen Auslösevorrichtung zu treten, um bei einer Auslenkung der magnetischen Auslösewelle die thermische Auslösewelle in eine Drehbewegung um deren Drehachse A zu versetzen, wodurch wiederum ein hier nicht gezeigter Auslösemechanismus aktiviert beziehungsweise entklinkt wird, um einen Stromfluss des elektrischen Stromes des elektrischen Schaltkreises zu unterbrechen.
Des Weiteren erstrecken sich ausgehend von der Wellenstange 101 zweite Kontaktelemente 104 und insbesondere drei zweite Kontaktelemente 104.1, 104.2 und 104.3, welche vorteilhaft dazu dienen, in Kontakt mit einem hier nicht gezeigten Bimetallelement zu treten, sofern dieses beispielsweise aufgrund eines Überlaststromes verbogen beziehungsweise deformiert wird. Bei einer Kontaktierung der zweiten Kontaktelemente 104 beziehungsweise 104.1 bis 104.3 mit dem Bimetallelement beziehungsweise den Bimetallelementen wird folglich wiederum die thermische Auslösewelle 100 in Drehbewegung um deren Drehachse A versetzt, wodurch folglich, wie oben bereits beschrieben, ein nicht gezeigter Auslösemechanismus entklinkt beziehungsweise aktiviert wird, um den Stromfluss des elektrischen Stromes des elektrischen Schaltkreises zu unterbrechen. Die zweiten Kontaktelemente 104 beziehungsweise 104.1 bis 104.3 erstrecken sich dabei vorteilhaft in vertikaler Richtung V in entgegengesetzter Richtung weg von der Wellenstange 101, als die ersten Kontaktelemente 103 beziehungsweise 103.1 bis 103.3. Die Anzahl der ersten Kontaktelemente, 103, 103.1–103.3 beziehungsweise der zweiten Kontaktelemente 104, 104.1–104.3 richtet sich nach der Anzahl der Pole der thermisch-magnetischen Auslöseeinheit beziehungsweise des elektrischen Schalters, welcher beispielsweise ein zweipoliger, dreipoliger oder auch vierpoliger Schalter sein kann.
Des Weiteren weist die thermische Auslösewelle 100 ein Eingriffselement 102 auf, welches sich im Wesentlichen in gleicher Richtung und insbesondere in vertikaler Richtung V wie die zweiten Kontaktelemente 104, 104.1 bis 104.3 erstreckt. Das Eingriffselement 102 weist einen Eingriffsraum 102.1 auf, innerhalb welchem ein Übertragungselement 113 eines Schieberelementes 112 eingreift, um eine Drehbewegung des Verstellelementes 111 in Drehrichtung D an die thermische Auslösewelle 100 zu übertragen, um folglich die thermische Auslösewelle in eine translatorische Richtung T entlang deren Drehachse A zu bewegen. Das Verstellelement 111 sowie das Schieberelement 112 sind vorteilhaft Bestandteile einer Verstellvorrichtung 110 und dienen dazu, eine Drehbewegung in Drehrichtung D um eine Verstellelementdrehachse B des Verstellelementes 111 an eine thermische Auslösewelle 100 derart zu übertragen, dass diese entlang deren Drehachse A im Wesentlichen in horizontaler Richtung H bewegt werden kann. Das Schieberelement 112 dient dabei vorteilhaft zur Übertragung einer Bewegungsenergie sowie auch zur Umwandlung der Drehbewegung des Verstellelementes 111 in eine translatorische Bewegung der thermischen Auslösewelle 100.
In 2 ist in einer seitlichen Ansicht eine Schnittdarstellung insbesondere eines Bereiches der Verstellvorrichtung 110 der in der 1 gezeigten thermischen Auslösewelle 100 gezeigt. Die Verstellvorrichtung 110 weist insbesondere ein Verstellelement 111 und ein Schieberelement 112 auf. Das Schieberelement 112 weist ein Führungselement 114 sowie ein Übertragungselement 113 auf. Das Führungselement 114 erstreckt sich in entgegengesetzter Richtung zu dem Übertragungselement 113 in Richtung des Verstellelementes 111, insbesondere in eine Führungsnut 111.1 des Verstellelementes 111. Das Übertragungselement 113 erstreckt sich in Richtung der thermischen Auslösewelle 100 und insbesondere in Richtung des Eingriffselementes 102 bis in einen Eingriffsraum 102.1 des Eingriffselementes 102. Nachteilig ist der Eingriffsraum 102.1 jedoch derart dimensioniert, dass ein Luftspalt zwischen dem Übertragungselement 113 und der Wandung des Eingriffsraumes 102.1 besteht, aufgrund welchem eine lineare Übertragung der Bewegungsenergie vom Verstellelement 111 an die thermische Auslösewelle 100 nicht mehr ermöglicht werden kann. Das Führungselement 114 ist folglich an einer zweiten Seite 112.2 des Schieberelementes 112 angeordnet, während das Übertragungselement 113 an einer ersten Seite 112.1 des Schieberelementes angeordnet ist. Die auf das Verstellelement 111 aufgebrachte Kraft aufgrund einer Drehung des Verstellelementes 111 um dessen Verstellelementdrehachse B in Drehrichtung D wird folglich im Bereich einer Parallelachse P auf die thermische Auslösewelle 100 übertragen, wobei sich die Parallelachse P im Wesentlichen parallel beabstandet zu der Drehachse A der thermischen Auslösewelle 100 erstreckt. Bei der Übertragung der Bewegungsenergie wird folglich ein Reibhebel im Bereich der Parallelachse P auf die thermische Auslösewelle 100 aufgebracht, welcher zu einer ungenauen beziehungsweise unpräzisen Verstellung der thermischen Auslösewelle 100 entlang deren Drehachse A führen kann.
In der 3 ist in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen thermischen Auslösewelle 1 gezeigt, welche erste Kontaktelemente 6 und insbesondere drei erste Kontaktelemente 6.1, 6.2 und 6.3 aufweist, welche sich ausgehend von der Wellenstange 2 in vertikaler Richtung V weg erstrecken. Zudem weist die thermische Auslösewelle 1 auch zweite Kontaktelemente 7 und insbesondere drei zweite Kontaktelemente 7.1, 7.2 und 7.3 auf, welche sich ebenfalls ausgehend von der Wellenstange 2 in vertikaler Richtung V in entgegengesetzter Richtung zu den ersten Kontaktelementen 6, 6.1 bis 6.3 weg erstrecken. Die ersten Kontaktelemente 6, 6.1 bis 6.3 dienen zur Kontaktierung mit einer hier nicht gezeigten magnetischen Auslösewelle, um bei einer Drehbewegung der magnetischen Auslösewelle um deren Drehachse eine Drehbewegung der thermischen Auslösewelle 1 um deren Drehachse A zu ermöglichen, wodurch ein hier nicht gezeigter Auslösemechanismus aktiviert beziehungsweise entklinkt wird, um den Stromfluss des elektrischen Stromes des elektrischen Schaltkreises zu unterbrechen. Die zweiten Kontaktelemente 7, 7.1 bis 7.3 dienen vorteilhaft zur Kontaktierung mit einem auslösenden Element, wie insbesondere einem hier nicht gezeigten Bimetallelement, welches sich aufgrund eines Überlaststromes derart verbiegt, dass bei einer Kontaktierung des Bimetallelementes mit einem entsprechenden zweiten Kontaktelement 7, 7.1 bis 7.3 eine Drehbewegung der thermischen Auslösewelle 1 um deren Drehachse A derart realisiert werden kann, dass wiederum ein Auslösemechanismus entklinkt beziehungsweise ausgelöst wird, um den Stromfluss des elektrischen Stromes des elektrischen Schaltkreises zu unterbrechen. Des Weiteren weist die thermische Auslösewelle 1 eine innerhalb der sich im Wesentlichen in horizontaler Richtung H erstreckenden Wellenstange 2 eingebrachte Aussparung 3 auf, welche sich, wie in der Ausführungsform der 3 gezeigt, vorteilhaft durch die Wellenstange 2 der thermischen Auslösewelle 1 hindurch erstreckt und in Form einer Bohrung und insbesondere einer Durchgangsbohrung ausgestaltet ist. Ein Übertragungselement 13 eines Schieberelementes 12 erstreckt sich folglich ausgehend vom Schieberelement 12 bis in die Aussparung 3 hinein. Das Schieberelement 12 ist vorteilhaft zwischen der Wellenstange 2 der thermischen Auslösewelle 1 und einem Verstellelement 11 angeordnet. Das Verstellelement 11, welches insbesondere ein Verstellknopf ist, sowie das Schieberelement 12 bilden vorteilhaft Bestandteile einer Verstellvorrichtung 10. Das Verstellelement 11 ist um dessen Verstellelementdrehachse B in Drehrichtung D drehbar angeordnet. Mittels des Schieberelementes 12 wird die Drehbewegung des Verstellelementes 11 um dessen Verstellelementdrehachse B in Drehrichtung D in eine translatorische Bewegung T der thermischen Auslösewelle 1 entlang deren Drehachse A umgewandelt und insbesondere eine entsprechende Bewegungsenergie übertragen.
In der 4 ist in einer seitlichen Ansicht eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen thermischen Auslösewelle 1 gezeigt, welche einen Fixierungsbereich 4 innerhalb einer Aussparung 3 aufweist. Der Fixierungsbereich 4 weist eine Nadelspitzenform auf und erstreckt sich ausgehend von einer Aussparungswandung in einen Innenbereich der Aussparung, um einen Aufnahmeraum der Aussparung zur Aufnahme des Übertragungselementes 13 zu verringern. Das sich von einer ersten Seite 12.1 des Schieberelementes 12 weg erstreckende Übertragungselement 13 ist insbesondere in dem Aufnahmeraum der Aussparung, welcher sich zwischen der Aussparungswandung und dem Fixierungsbereich 4 erstreckt, angeordnet, so dass die von dem Schieberelement 12 übertragene Bewegung und insbesondere umgewandelte Bewegung direkt im Bereich der Drehachse A der thermischen Auslösewelle 1 auf diese thermische Auslösewelle 1 und insbesondere die Wellenstange 2 der thermischen Auslösewelle 1 aufgebracht werden kann. Vorteilhaft wird dadurch das Auftreten eines Reibhebels, wie zuvor beschrieben, verhindert. Ein Führungselement 14 erstreckt sich ausgehend von einer zweiten Seite 12.2 des Schieberelementes 12 in Richtung des Verstellelementes 11, um in eine Führungsnut 11.1 des Verstellelementes 11 eingreifen zu können. Folglich wird durch eine Drehbewegung des Verstellelementes 11 um dessen Verstellelementdrehachse B in Drehrichtung D das Führungselement 14 in der Führungsnut 11.1 geführt, wodurch das Schieberelement 12, welches vorteilhaft auf hier nicht gezeigten Führungsschienen beziehungsweise – bahnen beziehungsweise – bereichen gelagert ist, in eine translatorische Richtung T ausgelenkt wird, wobei sich die translatorische Richtung T im Wesentlichen in horizontaler Richtung H erstreckt.
Aufgrund einer Bewegung des Schieberelementes 12 in translatorischer Richtung T wird folglich auch das Übertragungselement 13 des Schieberelementes 12 in translatorischer Richtung T bewegt, wodurch auch die mit dem Übertragungselement 13 verbundene Wellenstange 2 der thermischen Auslösewelle 1 und folglich die thermische Auslösewelle 1 in translatorischer Richtung T bewegt wird. Vorteilhaft ist der Umfang des Übertragungselementes 13 größer dimensioniert als der sich bildende Aufnahmeraum der Aussparung 3, wobei der Aufnahmeraum begrenzt ist durch die Aussparungswandung und den sich am weitesten in die Aussparung hinein erstreckenden Kontaktpunkt des Fixierungsbereiches 4. Folglich wird vorteilhaft eine Presspassung zwischen dem Übertragungselement 13 und der Aussparung 3 realisiert. Des Weiteren ist in der 4 ein Federelement 20 gezeigt, welches sich entlang der Drehachse A der thermischen Auslösewelle 1 zwischen einer Innenwandung 30.1 eines Gehäuses 30 und der Wellenstange 2 der thermischen Auslösewelle 1 erstreckt. Vorteilhaft ist das Federelement 20 in einer Ausnehmung 5 der Wellenstange 2 zumindest teilweise angeordnet und kontaktiert zumindest mit einem Ende einen Anschlagsbereich 5.1 der Ausnehmung 5. Das dem ersten Ende des Federelementes 20 gegenüberliegende zweite Ende kontaktiert folglich die Innenwandung 30.1 des Gehäuses 30, welches insbesondere ein Gehäuse 30 einer thermisch-magnetischen Auslöseeinheit darstellt, wobei die thermische Auslösewelle 1 vorteilhaft ein Bestandteil der thermisch-magnetischen Auslöseeinheit ist. Das Federelement 20 ist vorteilhaft in Form einer Druckfeder ausgestaltet, welche eine Federkraft F auf die Wellenstange 2 der thermischen Auslösewelle ausübt, wobei die Federkraft F vorteilhaft entlang der Drehachse A der thermischen Auslösewelle 1 im Wesentlichen in horizontaler Richtung H wirkt, so dass der Fixierungsbereich 4 auf das Übertragungselement 13 gepresst wird. Folglich wird der Fixierungsbereich 4 vorteilhaft aufgrund der Federkraft F derart mit einer Kraft beaufschlagt, dass eine vorteilhaft stetige Kontaktierung zwischen zumindest dem Fixierungsbereich 4 und dem Übertragungselement 13 stattfinden kann, so dass eine lineare Übertragung der Bewegung, ausgehend von dem Verstellelement 11 über das Schieberelement 12 an die thermische Auslösewelle 1 und insbesondere die Wellenstange 2 der thermischen Auslösewelle erfolgen kann.
In der 5 ist in einer seitlichen Ansicht ein Ausschnitt einer Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen thermischen Auslösewelle 1 gezeigt, wobei hierbei insbesondere die Aussparung 3 zwei Fixierungsbereiche 4.1 und 4.2 aufweist, welche im Bereich der Drehachse A der thermischen Auslösewelle 1 einander gegenüberliegend angeordnet sind. Vorteilhaft erstrecken sich folglich der erste Fixierungsbereich 4.1 sowie der zweite Fixierungsbereich 4.2 derart entlang der Drehachse A der thermischen Auslösewelle 1, dass deren Kontaktpunkte K1 und K2, welche dazu dienen, das Übertragungselement 13 zu kontaktieren, auf der Drehachse A der thermischen Auslösewelle angeordnet sind. Die Kontaktpunkte K1 und K2 sind vorteilhaft die Bereiche des ersten Fixierungsbereiches 4.1 beziehungsweise des zweiten Fixierungsbereiches 4.2, welche sich am weitesten ausgehend von der Aussparungswandung der Aussparung 3 in den Innenbereich der Aussparung 3 hinein erstrecken. Vorteilhaft wird folglich das Übertragungselement 13 im Bereich der Kontaktpunkte K1 und K2 der Fixierungsbereiche 4.1 beziehungsweise 4.2 fixiert und vorteilhaft eingespannt beziehungsweise eingepresst, so dass eine verlustfreie beziehungsweise reibungsfreie Übertragung der Bewegung, ausgehend von dem Verstellelement 11 an die thermische Auslösewelle 1 erfolgen kann. Ansonsten entspricht die in der 5 gezeigte Ausführungsform der thermischen Auslösewelle 1 der in der 4 gezeigten Ausführungsform der thermischen Auslösewelle 1, so dass die Ausführungen zur Ausführungsform der thermischen Auslösewelle 1 der 4 als mit einbezogen anzusehen sind.
In der 6 ist in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform einer thermisch-magnetischen Auslöseeinheit 50 gezeigt, welche ein Gehäuse 30 aufweist, innerhalb welchen insbesondere eine thermische Auslösevorrichtung 60 und eine hier nicht weiter gezeigte magnetische Auslösevorrichtung angeordnet sind. Die thermische Auslösevorrichtung 60 weist insbesondere eine thermische Auslösewelle 1 auf, welche, wie in den 3 bis 5 gezeigt, ausgestaltet sein kann. Das in der 6 gezeigte Federelement kann obligatorisch angeordnet sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass die thermische Auslösevorrichtung 60 und insbesondere die thermische Auslösewelle 1 kein entsprechendes Federelement 20 aufweist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn eine hinreichende Presspassung zwischen dem Übertragungselement 13 und der Aussparung 3 beziehungsweise dem wenigstens einen Fixierungsbereich der Aussparung 3 (vgl. 4 und 5) realisiert werden kann, so dass eine zusätzliche Kraftbeaufschlagung der Fixierungsbereiche 4 der Aussparung 3 bzw. der Aussparungswandung der Aussparung 3 durch eine Federkraft F (vgl. 4) zur Fixierung des Übertragungselementes 13 nicht erforderlich ist.
Bezugszeichenliste

1: thermische Auslösewelle
2: Wellenstange
3: Aussparung
4: Fixierungsbereich
4.1: erster Fixierungsbereich
4.2: zweiter Fixierungsbereich
5: Ausnehmung der Wellenstange
5.1: Anschlagsbereich der Ausnehmung
6, 6.1–6.3: erste(s) Kontaktelement/e
7, 7.1–7.3: zweite(s) Kontaktelement/e
10: Verstellvorrichtung
11: Verstellelement
11.1: Führungsnut des Verstellelementes
12: Schieberelement
12.1: erste Seite des Schieberelementes
12.2: zweite Seite des Schieberelementes
13: Übertragungselement
14: Führungselement
20: Federelement
30: Gehäuse
30.1: Innenwandung des Gehäuses
50: thermisch-magnetische Auslöseeinheit
60: thermische Auslösevorrichtung
100: thermische Auslösewelle (Stand der Technik)
101: Wellenstange (Stand der Technik)
102: Eingriffselement (Stand der Technik)
102.1: Eingriffsraum (Stand der Technik)
103, 103.1–103.3: erstes Kontaktelement (Stand der Technik)
104, 104.1–104.3: zweites Kontaktelement (Stand der Technik)
110: Verstellvorrichtung (Stand der Technik)
111: Verstellelement (Stand der Technik)
111.1: Führungsnut (Stand der Technik)
112: Schieberelement (Stand der Technik)
112.1: erste Seite des Schieberelementes (Stand der Technik)
112.2: zweite Seite des Schieberelementes (Stand der Technik)
113: Übertragungselement (Stand der Technik)
114: Führungselement (Stand der Technik)
A: Drehachse der thermischen Auslösewelle
B: Verstellelementdrehachse
D: Drehrichtung
F: Federkraft
H: Horizontale Richtung
K1: Kontaktpunkt erster Fixierungsbereich
K2: Kontaktpunkt zweiter Fixierungsbereich
P: Parallelachse
T: Translatorische Richtung
V: Vertikale Richtung

Claims

Thermische Auslösewelle (1) einer thermischen Auslösevorrichtung (60) eines elektrischen Schalters zum Unterbrechen eines Stromflusses eines elektrischen Stromes eines elektrischen Schaltkreises bei Auftreten eines auslösenden Ereignisses, wobei die thermische Auslösewelle (1) eine Aussparung (3) zur Aufnahme eines Übertragungselementes (13) eines Schieberelementes (12) aufweist, welches zur Umwandlung einer Drehbewegung eines Verstellelementes (11) einer Verstellvorrichtung (10), welche zum Verstellen einer Position der thermischen Auslösewelle (1) in Längsrichtung entlang einer Drehachse (A) der thermischen Auslösewelle (1) dient, in eine translatorische Bewegung der thermischen Auslösewelle (1) entlang der Drehachse (A) dient, wobei die Aussparung (3) sich zumindest abschnittsweise in einen Bereich der Drehachse (A) der thermischen Auslösewelle (1) hinein erstreckt.
Thermische Auslösewelle (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (3) wenigstens einen Fixierungsbereich (4, 4.1, 4.2) zum Fixieren des Übertragungselementes (13) in der Aussparung (3) aufweist, welcher sich ausgehend von zumindest einem Wandungsbereich einer Wandung der Aussparung (3) in einen Innenbereich der Aussparung (3) hinein erstreckt.
Thermische Auslösewelle (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fixierungsbereich (4, 4.1, 4.2) ausgehend von der Wandung der Aussparung (3) in Richtung des Innenbereiches der Aussparung (3) zumindest abschnittsweise verjüngend ausgestaltet ist.
Thermische Auslösewelle (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verjüngung einen Kontaktpunkt (K1, K2) zur Kontaktierung eines Bereiches des Übertragungselementes (13) aufweist, welcher in einem Bereich der Drehachse (A) der thermischen Auslösewelle (1) ausgebildet ist.
Thermische Auslösewelle (1) gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (3) wenigstens zwei Fixierungsbereiche (4, 4.1, 4.2) zum Fixieren des Übertragungselementes (13) in der Aussparung (3) aufweist, wobei die Fixierungsbereiche (4, 4.1, 4.2) innerhalb der Aussparungen (3) zumindest abschnittsweise entlang der Längsrichtung der Drehachse (A) der thermischen Auslösewelle (1) einander gegenüberliegend angeordnet sind.
Thermische Auslösewelle (1) gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (3) einen Aufnahmeraum zum Einbringen des Übertragungselementes (13) aufweist, welcher einen Aufnahmeraumumfang aufweist, welcher geringer dimensioniert ist als ein Übertragungselementumfang des Übertragungselementes (13), um eine Presspassung zwischen dem Übertragungselement (13) und der thermischen Auslösewelle (1) zu ermöglichen.
Thermische Auslösewelle (1) gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Auslösewelle (1) ein Federelement (20) aufweist, welches sich zumindest abschnittweise entlang einer Drehachse (A) der thermischen Auslösewelle (1) erstreckt, um eine definierte Druckkraft (F) auf den Fixierungsbereich (4, 4.1, 4.2) der Aussparung (3) auszuüben.
Thermische Auslösewelle (1) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (20) zumindest abschnittsweise in einer Ausnehmung (5) einer Wellenstange (2) der thermischen Auslösewelle (1) angeordnet ist und ein erstes Ende aufweist, welches einen Anschlagsbereich (5.1) der Wellenstange (2) kontaktiert und ein zweites Ende, welches eine Gehäusewandung (30.1) eines Gehäuses (30) einer thermisch-magnetischen Auslöseeinheit (50) kontaktiert.
Thermische Auslösewelle (1) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Auslösewelle (1) wenigstens einen innerhalb der Aussparung (3) angeordneten Fixierungsbereich (4, 4.1, 4.2), welcher in Form eines gegenüber der thermischen Auslösewelle beweglich angeordneten Fixierungselementes ausgestaltet ist, aufweist, welcher mittels einer Federkraft eines das Fixierungselement kontaktierenden Federelementes kraftbeaufschlagbar ist, um das Übertragungselement (13) zu fixieren.
Thermisch-magnetische Auslöseeinheit (50) eines elektrischen Schalters zum Unterbrechen eines Stromflusses eines elektrischen Stromes eines elektrischen Schaltkreises bei Auftreten eines auslösenden Ereignisses, gekennzeichnet durch eine thermische Auslösevorrichtung (60), aufweisend wenigstens eine thermische Auslösewelle (1) gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 9 und ein die thermische Auslösewelle (1) in Drehbewegung um deren Drehachse (A) versetzendes Bimetallelement, zum Auslösen einer Unterbrechung des elektrischen Schaltkreises bei Auftreten eines Überlaststromes, sowie durch eine magnetische Auslösevorrichtung, aufweisend wenigstens eine magnetische Auslösewelle und ein die magnetische Auslösewelle in Drehbewegung um deren Drehachse versetzendes Ankerelement, zum Auslösen einer Unterbrechung des elektrischen Schaltkreises bei Auftreten eines Kurzschlussstromes.
Elektrischer Schalter und insbesondere Kompaktleistungsschalter zum Unterbrechen eines Stromflusses eines elektrischen Stromes eines elektrischen Schaltkreises bei Auftreten eines auslösenden Ereignisses, aufweisend wenigsten eine thermisch-magnetische Auslöseeinheit (50) gemäß Anspruch 10.