DE1027288B - Thermisch gesteuerter elektrischer Schalter mit Wiedereinschaltsperre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft thermisch gesteuerte elektrische Schalter mit Wiedereinschaltsperre, die eine hohe Sicherheit des Schaltvorgangs gewährleisten, auch wenn der Schalter starken mechanischen Erschütterungen ausgesetzt ist.

Es sind bereits elektrische Schalter mit einem Kontakt bekannt, der durch automatische Mittel zu einem zweiten Kontakt hin- oder von diesem wegbewegt werden kann und bei dem Arretierungsmittel vorgesehen sind, die diesen beweglichen Kontakt von einer Rückbewegung im entgegengesetzten Sinn abhalten können. Derartige Schalter haben jedoch nicht die gewünschte Betriebssicherheit, wenn sie stärkeren mechanischen Schwingungen ausgesetzt sind,

Diese Nachteile werden dadurch vermieden, daß man. bei einem thermisch gesteuerten elektrischen Schalter mit Wiedereinschaltsperre, mit einem festen und einem beweglichen Kontakt, mit einem unter unterschiedlichen Spannungen stehenden System, das einen Bimetallschenkel enthält, der die Bewegung des beweglichen Kontaktes steuert, wobei der feste Kontakt als Anschlag ausgebildet ist, an den sich der Bimetallschenkel anlegt und dazu beiträgt, das System in Arbeitsrichtung des Schalters zu bewegen, wenn ein vorbestimmter Temperaturwechsel auftritt, und wobei dar bewegliche Kontakt an den festen Kontakt in eimer Richtung gedrückt wird, die entgegengesetzt zu der Richtung ist, im die er durch die Bewegung des Systems nach seinem Durchgang durch eine inistabile Lage endgültig bewegt wird, gemäß der Erfindung eine Halteplatte mit einer Öffnung vorsieht, die einem Rand des Bimetallsdhenkels gegenüberliegt, ferner eine in der Öffnung angeordnete Kugel sowie ein Betätigungsglied, das an der Öffnung vorbeibewegt werden kann und das einen ersten zum Eingriff in die Kugel dienenden Teil und einen zweiten zum Eingriff in die Kugel dienenden Teil aufweiset, wobei die Kugel durch diesen zweiten Teil näher zu diesem Rand des Bimetallschenkels geführt wird als durch diesen ersten Teil, ferner durch eine Feder, die das Betätigungsglied in eine Stellung drückt, in der der zweite Teil der öffnung gegenüberliegt und wobei der Durchmesser der Kugel so bemessen ist, daß sie, bevor das System infolge eimer vorbestimmten Temperaturänderung in Tätigkeit tritt, in den zwischen den für einen Eingriff in die Kugel dienenden Teil und vorgesehenen Absatz eingreift, um eine Bewegung des Betätigungsgliedes in diejenige Stellung, in die es durch die Feder gedrückt wird, zu verhindern, und daß nach der Betätigung des Systems und infolgedessen nach Lösung des Betätigungsgliedes und nach dessen Bewegung in die durch die Feder bestimmte Richtung der zweite Teil in eine Stellung gebracht wird, in dar er der Öffnung gegenüberliegt, wodurch die Kugel in die Bahn dieses Thermisch gesteuerter elektrischer
Schalter mit Wiedereinschaltsperre

Anmelder:

Eric Hardman Taylor,
Buxton, Derbyshire (Großbritannien)

Vertreter: Dr. F. Zumstein, Patentanwalt,
München 2, Bräuhausstr. 4

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 8. Oktober 1953 und 23. September 1954

Eric Hardman Taylor, Buxton, Derbyshire

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

Randes des Bimetallsdhenkels gebracht wird, wodurch eine Rückwärtsbewegung des Schenkels so lange verhindert wird, bis das Betätigungsglied entgegen der Wirkung der Feder bewegt wird, damit der erste Teil in eine Stellung gebracht wird, in der er der öffnung gegenüberliegt, wodurch die Kugel freigegeben wird, und den Schenkel in seine Ausgangslage zurückkehren läßt, wodurch der Schalter geschlossen wird.

Nach eimer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat das Betätigungsglied einen kreisförmigen Querschnitt, und. es ist in zwei Abschnitte verschiedenen Durchmessers unterteilt. Die Lagerung dieses Betätigungsgliedes erfolgt vorzugsweise so, daß dieses Glied gleitend in zwei Flanschen der Halteplatte gelagert ist.

Das unter unterschiedlichen Spannungen stehende System weist vorzugsweise ein E-förmiges Bimetallelement auf, das eine dessen äußere Schenkel verbindende Brücke hat, die im rechten Winkel zu dien Schenkeln angeordnet ist, sowie einen freien inneren Bimetallschenkel, der den beweglichen Kontakt trägt, wobei die Brücke verformt und dadurch in ihrer Länge verkürzt ist, wodurch unterschiedliche Spannungen im Element auftreten und wobei die Halteplatte so angeordnet ist, daß die Kugel in das freie Ende des inneren Bimetallsöhenkels eingreift. Das unter unterschiedlichen Spannungen stehende System ist vorzugsweise an der Halteplatte befestigt.

709 95S/312

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun als Beispiel an Hand der Zeichnungen beschrieben. In- diesen Zeichnungen ist

Fig. 1 ein Grundriß eines erfindungsgemäßen Schalters,

Fig. 2 eine Seitenansicht längs des Schnittes H-II der Fig. 1, die den Schalter in geschlossener Stellung zeigt, und

Fig. 3 einte ähnliche Seitenansicht des geöffneten Schalters.

Ein Rahmen 1 in Form eines 'kurzen U-förmigen Messingbleches -trägt an seinem Steg ein Bimetallelement 2, wobei die Teile 1 und 2 durch- Schrauben 3 und Muttern 4 zusammengehalten werden. Das Bimetallelement weist die Form eines rechteckigen Bleches auf, in dem ein U-förmiger Schnitt angebracht ist, so daß das Blech auf die Form eines E verkleinert wird. Dieses Blech ist mit einer Brücke 4 α verbunden, die die äußeren Schenkel überbrückt, jedoch den inneren Schenkel 4& frei läßt. Diese Brücke 4 a ist rechtwinklig zu dem übrigen Element abgebogen und am Steg das Rahmans-1 befestigt.

Der obere Flansch 5 (vgl. Fig. 2) des Rahmens 1 trägt in der Nähe seiner Enden Schrauben 6, auf denen ein Y-förmiges Glied 7 befestigt ist, das einen festen Kontakt 8 trägt. Die Schrauben 6 sind durch Isolierbuchsen 9 'elektrisch vom Rahmen 1 isoliert, wobei die Schrauben 6 durch Bohrungen mit Überweite führen, die im Flansch 5 angeordnet sind.

Sowohl der obere Flansch 5 als auch der untere Flansch-10 des Rahmens 1 weisen Mittelöffnungen zur Aufnahme eines Betätigungs-gliedes 11 auf, wobei die Öffnung im oberen. Flansch 5 etwas kleiner ist als die Öffnung im unteren Flansch 10, so daß der obere Teil 17 des Betätiguingsgliedes 11, der einen entsprechend geringeren Durchmesser aufweist, in diese obere Öffnung paßt. Der untere oder zweite Teil 18 des Bietäitigungsgliedias ist ebenso lang wie der Abstandzwischen den Innenflächen der Flansche 5 und 10 einschließlich, der Dicke eines Flansches, wobei die Kugel durch diesen zweiten Tail näher zu diesem Rand des Bimetallschenkels geführt wird als durch diesen ersten Teil.

Das obere Ende des Betätigungsgliedes 11 ist mit einem hier nicht dargestellten Gewinde versehen., und ein Handgriff 12 aus plastischem Material ist auf dieses Ende aufgeschraubt. Der Handgriff 12 hat einen, größeren Durchmesser als der erste oder obere Teil des Betätigungsgliedes 11, und er weist an seinem unteren Ende eine Auflage für eine Druckfeder 13 auf, die um das Betätigungsglied 11 herumgeführt ist und die zwischen dieser Auflage und dem Flansch 5 zur Wirkung kommt, um das Betätigungsglied 11 in seine oberste Stellung zu drücken.

Eine Stahlkugel 14 ist in eine Öffnung 16 des im Rahmen 1 vorgesehenen Steges eingepaßt, die neben dem freien Ende des inneren Schenkels 4 b des Bimetallelementes 2 liegt und die gegen das Betätigungsglied 11 stößt. Die Abstände der Teile im Verhältnis zur Größe der Kugel sind derart, daß, wenn sich das Betätigungsglied in seine oberste Stellung bewegt (Fig. 3), der zweite Teil dem Schenkel 4& gegenüberliegt, der nach oben oder unten gebogen werden muß (aus der in Fig. 2 dargestellten Stellung), um der Kugel Platz zu machen. Es ist jedoch wagen des festen Kontaktes 8 nur eine Biegung nach unten möglich. Der Schenkel 4& kann ungebogen bleiben, wann der erste Teil des Betätigungsgliedles diesem Schenkel gegenüberliegt, und in dieser Stellung liegt ein Kontakt 15, der an dem Schenkel 4 b angebracht ist, an dem festen Kontakt 8 an. In dieser Stellung des Betätigungsgliedes wird die Feder

13 zusammengedrückt, aber das Betätigungsglied wird entgegen dieser Feuerwirkung durch die Kugel

14 gehalten, die in einen Absatz 19 eingreift, der zwischen den Teilen 17 und 18 am Betatigungsglied.il vorgesehen ist, wobei der Schenkel 4 b verhindert, daß sich die Kugel vom Betätigungsglied entfernt.

Wenn die Temperatur derart ist, daß das Bimetallelement 2 den Schenkel 46 nach unten bewegt und die Kontakte 8 und 15 trennt, so gibt dieser Schenkel die Kugel 14 für eine seitliche Bewegung frei, und die Feder 13 drückt das Betätigungsglied 11 nach oben, so daß der zweite Teil des Betätigungsgliedes an- der Kugel anliegt. Die Kugel kann sich dann nicht seitlich zurückbewegen und dem Schenkel 4 b den Rückweg freigeben. Der Schenkel wird in seiner unteren Stellung arretiert, bis das Betätigungsglied· 11 durch eine Betätigung des Handgriffes 12 niedergedrückt wird.

Das System 2 dient zur Betätigung des Sehalters, und die Brücke 4 α weist bei 4 c eine Verformung auf, die dazu dient, um die Enden der äußeren Schenkel einander näher zu bringen, als sie'es in ihrer Normallage sind. Dadurch entstehen Spannungen in diesem System, die eine Krümmung in seiner Längsrichtung und quer über seine Breite verursachen, und in diesem Zustand erfolgt die Bewegung von der einen in die andere Lage durch eine Klappbewegung, wie dies bei Schaltern erwünscht ist. Die natürlichen stabilen Lagen des auf diese Weise unter Spannung stehenden Systems sind eine Lage mit einer Biegung nach unten und eine Lage mit der entsprechenden Biegung nach oben. Die erste Lage wird als »heiße« Stellung und die zweite als »kalte« Stellung bezeichnet. Der feste Kontakt 8 verhindert diese letztere Stellung, wenn die Temperatur dazu Anlaß gehen würde, und dies bedeutet, daß die Kontakte 8 und 15 bei geschlossenem Schalter durch eine nicht unbeträchtliche Kraft gegenainandergepreßt werden, wodurch eine gute elektrische Verbindung erreicht wird. Bei solchen Systemen wird bei einer Temperaturänderung, durch die der Schenkel nach abwärts gedrückt wird, der Kontaktdruck vor dem eigentliche» Umklappen vergrößert.

Die geschlossenen Kontakte können nur durch eine Bewegung des Elementes 2 geöffnet werden, da der Schenkel 4 b die Kugel gegen den ersten Teil des Betätigungsgliedes 11 drückt, so daß sich der zweite Teil nicht nach oben bewegen kann.

Die Kugel kann beispielsweise auch durch ein gleitendes Element mit geeigneten Führungen -ersetzt werden, wodurch das Betätigungsglied im Abstand von dem Bimetallelement angeordnet werden kann, was bequemer wäre, wenn -dieses beispielsweise auf Temperaturen in einem Kühler ansprechen soll, während die Wiedereinschaltung von einer außerhalb liegenden Stelle vorgenommen werden soll. Das hier gezeigte Bimetallelement kann durch andere automatische Mittel ersetzt werden, die nicht.notwend.igerwei.se temperaturempfindlich sein müssen. So kann beispielsweise ein Aneroid- oder ein Bourdonelement (Röhrenfeldelement) verwendet werden, wobei dann die Druokänderungen den Schalter betätigen.

Claims (5)

PatentANSPEüCHE:

1. Thermisch gesteuerter elektrischer Schalter mit Wiedereinschaltsperre, mit einem festen und einem beweglichen Kontakt, mit einem unter

unterschiedlichen Spannungen stehenden System, das einen Bimetallschenkel enthält, der die Bewegung des beweglichen Kontaktes steuert, wobei der feste Kontakt als Anschlag ausgebildet ist, an den sich der Bimetallschenkel anlegt und dazu beiträgt, das System in Arbeitsrichtung des Schalters zu bewegen, wenn ein vorbestimmter Temperaturwechsel auftritt, und wobei der bewegliche Kontakt an den festen Kontakt in einer Richtung gedrückt wird, die entgegengesetzt zu der Riehtung ist, i.n die er durch die Bewegung des Systems nach seinem Durchgang durch eine instabile Lage endgültig bewegt wird, gekennzeichnet durch eine Halteplatte (1) mit einer Öffnung" (16), die einem Rand des Bimetallschenkels (4&) gegenüberliegt, und durch eine in der Öffnung (16) angeordnete Kugel (14), ferner durch eini Betätigunigsglied (11), das an der öffnung

(16) vorbeibewegt werden kann und das einen ersten zum Eingriff im die Kugel dienenden Teil

(17) und einen zweiten zum Eingriff in die Kugel dienenden Teil (18) aufweist, wobei die Kugel (14) durch diesen zweiten Teil (18) näher zu diesem Rand des Bimetallschenlkels (4&) geführt wird als durch diesen ersten Teil (17), ferner durch eine Feder (13), die das Betätigungsglied (11) in eine Stellung drückt, in der der zweite Teil (18) der Öffnung (16) gegenüberliegt und wobei der Durchmesser der Kugel so bemessen ist, daß sie, bevor das System (2) infolge einer vorbestimmten Temperaturänderung in Tätigkeit tritt, in den zwischen den für einen Eingriff in die Kugel dienenden Teil (17 und 18) vorgesehenen Absatz (19) eingreift, um eine· Bewegung des Betätigungsgliedes in diejenige Stellung, in die es durch die Fader gedrückt wird, zu verhindern, und daß nach der Betätigung des Systems (2) und infolgedessen nach Lösung des Betätigungsgliedes und nach dessen Bewegung in die durch die Feder bestimmte Richtung der zweite Teil (18) in eine Stellung gebracht wird, in der er der öffnung gegenüberliegt, wodurch die Kugel (14) in die Bahn dieses Randes des Bimetall schenkeis (4 δ) gebracht wird, wodurch eine Rückwärtsbewegung des Schenkels (4 fr) so lange verhindert wird, bis das Betätigungsglied (11) entgegen der Wirkung der Feder (13) bewegt wird, «damit der erste Teil (17) in eine Stellung gebracht wird, in der er der Öffnung (16) gegenüberliegt, wodurch die Kugel (14) freigegeben wird, und den Schenkel (4 fr) in seine Ausgangslage zurückkehren läßt, wodurch dar Schalter geschlossen wird.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und zwei TedIe (17, 18) verschiedenen Durchmessers besitzt.

3. Schalter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied gleitend in zwei Flanschen (5, 10) der Halteplatte (1) gelagert ist.

4. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch, gekennzeichnet, daß das unter unterschiedlichen Spannungen stehende System ein E-förmiges Bimetallelement (2) aufweist, das eine dessen äußere Schenkel verbindende Brücke (4 a) hat, die im rechten Winkel zu den Schenkeln angeordnet ist, sowie einen freien Bimetallschenkel (4&), der den beweglichen Kontakt (15) trägt, wobei die Brücke verformt und dadurch in ihrer Länge verkürzt ist, wodurch untersidhiedliche Spannungen im Element auftreten, und wobei die Halteplatte so .angeordnet ist, daß die Kugel (14) in das freie Ende des inneren Bimetallschankels eingreift.

5. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das unter unterschiedlichen Spannungen stehende System (2) an der Halteplatte befestigt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 661 395.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© TO995S/S12 3.58