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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Schutzschalter mit einer Bimetallschnappscheibe
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Ein
derartiger, aus der
DE
298 24 696 U1 bekannter Schutzschalter weist eine Bimetallschnappscheibe
auf, die an einem Bimetallanschluss fixiert ist. Dieser ist innerhalb
eines Gehäusesockels
neben einem Festkontaktanschluss angeordnet. Der Gehäusesockel
ist mittels einer z.B. aus Kunststoff oder Metall bestehenden Kappe
abdeckbar. Die Bimetallschnappscheibe trägt einen Bimetallkontakt, der
gehäuseintern
mit einem Festkontakt des Festkontaktanschlusses in kontaktierender Überdeckungsstellung
liegt.
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Im
Falle einer beispielsweise durch einen Überstrom hervorgerufenen Kontaktöffnung durch Aufschnappen
oder Aufbiegen der Bimetallschnappscheibe verfährt ein mittels eines Federelementes
federbelasteter Trennschieber zwischen die Kontakte. Dadurch wird
auch nach Abkühlen
der Bimetallschnappscheibe deren Zurückschnappen in die kontaktierende
Schließstellung
verhindert. Ein Stromkreis, in den der Schutzschalter als Sicherungselement
eingesetzt ist, bleibt dann unterbrochen.
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Ein
solcher Schutzschalter wird insbesondere als Sicherungselement in
Stromkreisen eines Kraftfahrzeuges verwendet und dazu in entsprechende
Flachsicherungssockel des Kraftfahrzeuges eingesteckt. Weitere Anwendungsbereiche
derartiger Schutzschalter mit Bimetallschnappscheibe sind in elektrischen
Haushaltsgeräten
o.dgl. möglich.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hinsichtlich einer Auslöseerkennung
verbesserten Schutzschalter anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
die Merkmale des Anspruchs 1. Dazu ist ein beleuchteter Druckknopf
vorgesehen, der gehäuseintern
mit dem Trennelement verbunden ist. Dadurch wird einerseits eine
Auslösung
des Schutzschalters optisch in Form eines von außen sichtbaren Lichtsignals
angezeigt. Zudem kann andererseits infolge der Kopplung des beleuchteten
Druckknopfs mit einem sich im Auslösefall zwischen die Kontakte verschiebenden
Trennelement von außen
die gegenüber
einer fehlerfreien Normalposition um den Verfahrweg des Trennelementes
weiter aus dem Schaltergehäuse
herausragende Druckknopfposition auch mechanisch oder manuell erfasst
werden. Der Druckknopf dient zudem durch dessen Betätigung zur Rückführung des
Trennelementes aus der Kontakttrennstellung heraus, so dass die
Kontakte infolge der Federkraft der Bimetallschnappscheibe in die Kontaktstellung
gelangen.
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Gehäuseintern,
d.h. bei einem mittels einer Gehäusekappe
abdeckbaren Gehäusesockels
innerhalb des Gehäusesockels,
ist der Druckknopf mit dem schieberartig ausgebildeten Trennelement
mechanisch gekoppelt. Dazu ist eine Rast- oder Schnappverbindung
vorgesehen. Dabei trägt
zweckmäßigerweise
der Druckknopf mindestens einen, vorzugsweise zwei Rastarme mit
endseitigen Rastnocken, die zur Herstellung der Rast- bzw. Schnappverbindung
in entsprechende Rastausnehmungen des Trennelementes eingreifen.
Auch können
die Rastnocken am Trennelement und die Rastausnehmungen am Druckknopf
vorgesehen sein.
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Zur
Beleuchtung des Druckknopfes ist ein elektrisches Leuchtelement,
beispielsweise eine Lampe oder Leuchtdiode, vorgesehen. Das Leuchtelement
ist im Gehäuse
oder Gehäusesockel
ortsfest angeordnet. Dabei kann das Leuchtelement gehäuseintern
zwischen den Bimetallanschluss und den Festkontaktanschluss geschaltet
sein. Bei dieser Verschaltungsvariante wird das Leuchtelement bei ausgelöster Bimetallschnappscheibe
stromdurchflossen, so dass im AUS-Zustand, d.h. bei ausgelöstem Schutzschalter
der Druckknopf beleuchtet ist.
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Gemäß einer
alternativen Verschaltungsvariante ist das Leuchtelement mit dessen
einem Anschluss gehäuseintern
mit dem Bimetallanschluss kontaktiert, wäh rend der zweite Anschluss
des Leuchtelements aus dem Gehäusesockel
herausgeführt
ist. Bei dieser Variante, bei der der nach außen geführte Leuchtelementanschluss
beispielsweise mit einem Neutralleiter eines Stromnetzes verbunden
ist, ist das Leuchtelement im Normalzustand, d.h. bei kontaktierender Überdeckungsstellung
der Kontakte und entsprechender äußerer Verdrahtung
des Schutzschalters stromdurchflossen, so dass der Druckknopf im
EIN-Zustand leuchtet und bei einer Kontaktöffnung (AUS-Zustand) unbeleuchtet
ist.
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Das
Leuchtelement ist innerhalb des Gehäuses bzw. Gehäusesockels
im Bereich einer Materialaussparung des Druckknopfes angeordnet.
Durch diese Materialaussparung ist entlang des Druckknopfes ein
Knopfschaft und ein diesen überragender Knopfabschnitt
gebildet, der auch bei einer Kontaktöffnung das Leuchtelement stets
zumindest teilweise überragt.
Die Schaftlänge
ist dabei an den Verfahrweg des mit dem Druckknopf gekoppelten Trennelementes
angepasst, so dass sich der Druckknopf mit dessen Knopfschaft berührungslos
entlang des ortsfesten Leucht-elementes bewegen oder verschieben kann.
Dabei vergrößert sich
der zwischen dem Knopfabschnitt und dem Leuchtelement gebildete Abstand
im Auslösefall
um den Verfahrweg des Trennelement bzw. des mit diesem gekoppelten Druckknopfes.
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Der
Druckknopf und das im Auslösefall
zwischen die Kontakte verfahrende Trennelement bilden im verrasteten
Koppelzustand einen zweiteiligen Trennschieber, für dessen
beiden Teile zweckmäßigerweise
unterschiedliche Materialien verwendet werden. So besteht das Trennelement,
das im Einbauzustand am Bimetallkontakt und/oder am Festkontakt
anliegt, aus einem sehr temperaturbeständigen, d.h. wärmeformbeständigen Kunststoff,
zweckmäßigerweise
aus Duroplast. Dem gegenüber
besteht der Druckknopf aus einem transparenten Material, vorzugsweise
aus einem transparenten Kunststoff. Dadurch ist sichergestellt,
dass das von dem Leuchtelement ausgesendete Licht über den
Knopfschaft und/oder den diesen überragenden
Knopfabschnitt des Druckknopfes nach außen gelangt.
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Zur
Erzielung eines möglichst
hohen Vorfertigungsgrades mit einer möglichst geringen Anzahl von
Einzelteilen sind der Festkontaktanschluss und der Bimetallanschluss
als identische Flachkontakte ausgebildet. In deren mittleren Bereich
sind diese muldenartig ausgekröpft.
Die dadurch gebildete Mulde wird dann entweder zur Befestigung der
Bimetallschnappscheibe oder zur Aufnahme des Festkontaktes verwendet.
Dazu werden die beiden identischen Flachkontakte – bezogen
auf deren Längsachse – um 180° gegeneinander
verdreht in den Gehäusesockel eingesetzt
und dort zweckmäßigerweise
mittels Anschlussnieten fixiert. Bei Verwendung von Rohr- oder Hohlnieten übernehmen
diese die weitere Funktion der kontaktierenden Aufnahme der Anschlüsse bzw. des
einzelnen Anschlusses des Leuchtelementes.
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Die
mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass durch eine in einen Druckknopf eines über diesen von außen betätigbaren
Trennschieber eines Schutzschalters mit Bimetallschnappscheibe integrierte
Beleuchtung in einfacher Art und Weise eine zuverlässige Auslöseerkennung
erreicht wird. Der Druckknopf übernimmt
somit eine Doppelfunktion, die einerseits in der durch dessen Betätigung bewirkte
Rückführung des
Trennelementes aus der Kontakttrennstellung und andererseits in
einer optischen Signalisierung eines beispielsweise überstrombedingten
Auslösefalls
des Schutzschalters besteht.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 und 2 jeweils
einen Schutzschalter mit Bimetallschnappscheibe und beleuchtetem Druckknopf
bei abgedecktem bzw. abdeckungsfreiem Gehäusesockel,
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3 den
Schutzschalter nach 1 in einer Explosionsdarstellung
mit in Druckknopf und Trennelement entkoppeltem Trennschieber,
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4 und 5 den
Trennschieber in Seiten- bzw. Vorderansicht, und
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6 und 7 zwei
unterschiedliche Schaltungsvarianten eines in den Gehäusesockel eingesetzten
Leuchtelementes.
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Einander
entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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Der
Schutzschalter 1 gemäß den 1 bis 3 umfasst
einen mit einer Gehäusekappe 2 abdeckbaren
Gehäusesockel 3,
in dem parallel nebeneinander liegend ein Bimetallanschluss 4 und
ein Festkontaktanschluss 5 angeordnet sind. Die anschlussseitig
mit deren Anschlussenden 4a und 5a aus dem Gehäusesockel 3 herausgeführten Anschlüsse 4 bzw. 5 sind
innerhalb des Gehäusesockels 3 mit
Hohlnieten 6 befestigt.
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Wie
aus 3 ersichtlich ist, sind die Anschlüsse 4 und 5 als
gleichartige Flachkontakte ausgeführt und unter Bildung einer
Mulde 4b, 5b abgekröpft. Im jeweiligen Muldenscheitel
sind die Anschlüsse 4b, 5b mit Öffnungen 7 versehen.
Im Einbauzustand dienen die Öffnungen 7 bei
dem Bimetallanschluss 4 zur Befestigung einer Bimetallschnappscheibe 8 mittels
eines Nietes 9 und beim Festkontaktanschluss 5 zur
Aufnahme eines Festkontaktes 10. Die Bimetallschnappscheibe 8 trägt an deren
dem Bimetallanschluss 4 abgewandten Kontaktende 11 einen
Bimetallkontakt 12. Dieser ist im Einbauzustand in kontaktierender Überdeckungsstellung
mit dem Festkontakt 10 (2).
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Innerhalb
des zweckmäßigerweise
aus Kunststoff bestehenden Gehäusesockels 3 ist
zwischen dem Bimetallanschluss 4 und dem Festkontaktanschluss 5 ein
zweiteiliger Trennschieber 13 angeordnet. Dieser besteht
aus einem L-förmigen Trennelement 14 und
einem mit diesem mechanisch gekoppelten Druckknopf 15.
Eine hierzu vorgesehene Rast- oder Schnappverbindung ist durch zwei
im Ausführungsbeispiel
am Druckknopf 15 vorgesehene Rastarme 16 gebildet,
die freiendseitig einander zugewandte Nocken 16a tragen.
Mittels der Rastarme 16 wird der Druckknopf 15 auf
das Trennelement 14 aufgeschnappt, wobei die Rastnoc ken 16a in
korrespondierende Rastausnehmungen 17 des Trennelementes 14 eingreifen.
Dies ist vergleichsweise deutlich aus 5 ersichtlich.
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Wie 4 in
einer Seitenansicht des Trennschiebers 13 zeigt, weist
der Druckknopf 15 unter Bildung eines Knopfschaftes 15a und
eines diesen überragenden
Knopfabschnitts 15b eine Materialaussparung 18 auf.
In dieser liegt im Montageendzustand ein Leuchtelement 19,
beispielsweise eine Leuchte oder eine Leuchtdiode. Der Druckknopf 15 besteht
aus einem transparenten Material, vorzugsweise aus transparentem
Kunststoff.
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Das
Leuchtelement 19 ist in jeder sich in Richtung des Pfeils 20 (4)
erstreckenden Verfahrstellung des Trennschiebers 13 vom
Knopfabschnitt 15b des Druckknopfes 15 zumindest
teilweise derart überdeckt,
dass in jeder Stellung des Trennschiebers 13 das von dem
Leuchtelement 19 ausgesendete Licht über den Knopfschaft 15a und/oder den
Knopfabschnitt 15b des Druckknopfes 15 nach außen, d.h.
nach außerhalb
des Schaltergehäuses 2, 3 gelangt.
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Der
Trennschieber 13 hat die Funktion, im Falle des beispielsweise
durch einen Überstrom
ausgelösten
Schutzschalters 1, in dessen Folge sich durch Öffnen oder
Aufbiegen der Bimetallschnappscheibe 8 das Kontaktende 11 mit
dem Bimetallkontakt 12 vom Festkontakt 10 wegbewegt,
zwischen die beiden Kontakte 10, 11 zu verfahren.
Dazu ist der Trennschieber 13 mit einem Federelement 21 federbelastet.
Das Federelement 21 stützt
sich dabei einerseits an der dem Druckknopf 15 abgewandten
Unterseite 22 des Trennelementes 14 und andererseits am
Gehäusesockel 3 ab.
Die elektrisch isolierende Trennfunktion übernimmt der quer zur Schafterstreckung
des Druckknopfes 15 verlaufende Trennschenkel 14a des
Trennelementes 14, der rechtwinklig in den die Rastausnehmungen 17 tragenden Schaft 14b des
Trennelementes 14 übergeht.
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Das
Trennelement 14 selbst besteht aus einem temperatur- oder
wärmeformbeständigen Kunststoffmaterial,
vorzugsweise aus einem Duroplast. Grund hierfür ist, dass das Trennelement 14 stets
zumindest in annäherndem
Berührungskontakt mit
den im Betrieb stromführenden
Kontakten 10,12 steht.
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Im
in 2 dargestellten auslösefreien EIN-Zustand des Schutzschalters 1 liegt
der Trennschenkel 14b des Trennelementes 14 auf
der dem Druckknopf 15 abgewandten Unterseite der Kontakte 10, 12 an
diesen an. Im Auslösefall,
bei dem sich infolge eines Aufbiegens oder Aufschnappens der Bimetallschnappscheibe 8 der
Bimetallkontakt 12 vom Festkontakt 10 abhebt,
wird infolge der durch das Federelement 21 bewirkten Federkraft
der Trennschieber 13 in Verfahrrichtung 20 verschoben
und unter Bildung eines Widerlagers oder Anschlags innerhalb des
Gehäusesockels 3 exakt
zwischen die beiden Kontakte 10, 12 geführt. Dadurch
sind diese mechanisch zueinander beabstandet und gegeneinander elektrisch
isoliert.
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Infolge
dieser Schiebebewegung des Trennschiebers 13 wird der Druckknopf 15 aufgrund
dessen Kopplung mit dem Trennelement 14 um denselben Verfahrweg
in Verfahrrichtung 20 verschoben und dabei um diese Wegstrecke über die
Gehäusekappe 2 nach
außerhalb
des Schaltergehäuses 2, 3 geführt. In
dieser Auslöseendstellung
des Trennschiebers 13 überragt
der Druckknopf 15 eine auf die Gehäusekappe 2 aufgesetzte
domartige Knopfhülse 23.
Diese kann einstückiger
Bestandteil der Gehäusekappe 2 oder
als separates Teil auf diese aufgeschnappt sein.
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Im
Auslösefall
bleibt die Trennung der Kontakte 10, 12 aufgrund
des dazwischengeschobenen Trennschiebers 13 so lange bestehen,
bis durch Niederdrücken
des Druckknopfes 15 in Gegenrichtung zur Verfahrrichtung 20 das
Trennelement 14 verschoben wird. Infolge der Federkraft
der Bimetallschnappscheibe 8 nach deren Abkühlen wird
dadurch bedingt der Bimetallkontakt 12 erneut gegen den
Festkontakt 10 gepresst. In dieser kontaktierenden Überdeckungsstellung
wird der Trennschieber 13 in dessen rückgeführter Ausgangsstellung gehalten,
die dem EIN-Zustand des Schutzschalters 1 entspricht.
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Gemäß der in 2 vergleichsweise
deutlich sichtbaren Verschaltung des Leuchtelementes 19 ist
ein erster Anschluß 19a über einen
ohmschen Widerstand 24 aus dem Gehäusesockel 3 unter
Bildung eines externen Versorgungsanschlusses 25 herausgeführt. Der
Versorgungsanschluß 25 ist
dabei zweckmäßigerweise
auf derselben Gehäuseseite des
Gehäusesockels 3 herausgeführt, auf
der auch die Anschlussenden 4a, 5a der Anschlüsse 4 bzw. 5 liegen.
Der weitere Anschluss 19b des Leuchtelementes 19 ist
in die den Bimetallanschluss 4 innerhalb des Gehäusesockels 3 fixierende
Hohlniete 6 geführt
und über
diese mit dem Bimetallanschluss 4 elektrisch kontaktiert,
z. B. mit der Hohlniete 6 steckkontaktiert oder verlötet.
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Bei
dieser in 6 blockschaltartig dargestellten
Verschaltungsvariante, bei der der nach außen geführte Leuchtelementanschluss 19a beispielsweise
mit einem Neutralleiter eines Stromnetzes verbunden ist, ist das
Leuchtelement 19 im Normalzustand, d.h. bei kontaktierender Überdeckungsstellung
der Kontakte stromdurchflossen. Bei entsprechender externer Verdrahtung
leuchtet dadurch der Druckknopf im EIN-Zustand und ist im AUS-Zustand bei
geöffneten
Kontakten 10,12 unbeleuchtet.
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Gemäß einer
weiteren Verschaltungsvariante nach 7 kann das
Leuchtelement 19 in nicht näher dargestellter Art und Weise
auch ausschließlich
gehäuseintern
verdrahtet sein. Dazu ist der gemäß der Variante nach den 2 und 6 nach außen geführte Anschluss 19a des
Leuchtelementes 19 analog zur Steckkontaktierung des Anschlusses 19b in
die den Festkontaktanschluss 5 fixierende Hohlniet 6 elektrisch
kontaktierend geführt.
Dabei kann die Einschaltung des Leuchtelementes 19 wiederum
mit einer Serienschaltung aus dem ohmschen Widerstand 24 und
dem Leuchtelement 19 zwischen den Bimetallanschluss 4 und
den Festkontaktanschluss 5 geschaltet sein. Bei dieser
Verschaltungsvariante wird das Leuchtelement 19 bei ausgelöster Bimetallschnappscheibe 8 stromdurchflossen,
so dass im AUS-Zustand der Druckknopf 15 beleuchtet und
im EIN-Zustand unbeleuchtet
ist.
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Bei
beiden Verschaltungsvarianten, insbesondere aber bei der Verschaltungsvariante
nach den 2 und 6, kann
anstelle einer offenen Verdrahtung von Leuchtelement 19 und
Widerstand 24 dieser und die zwischen diesem und dem Anschluss 19a gebildete
Lötstelle
mit einem (nicht dargestellten) Schrumpfschlauch überzogen
sein. Dadurch wird eine unerwünschte
elektrische Kontaktierung sicher vermieden.
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Der
beschriebene Schutzschalter 1 mit beleuchtetem Druckknopf 15 eignet
sich für
eine Vielzahl von Anwendungsbereichen, beispielsweise als Motor-,
Transformator- oder Kabeltrommelschutz.
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- 1
- Schutzschalter
- 2
- Gehäusekappe
- 3
- Gehäusesockel
- 4
- Bimetallanschluss
- 4a
- Anschlussende
- 4b
- Mulde
- 5
- Festkontaktanschluss
- 5a
- Anschlussende
- 5b
- Mulde
- 6
- Hohlniet
- 7
- Öffnung
- 8
- Bimetallschnappscheibe
- 9
- Niet
- 10
- Festkontakt
- 11
- Kontaktende
- 12
- Bimetallkontakt
- 13
- Trennschieber
- 14
- Trennelement
- 14a
- Trennschenkel
- 14b
- Schaft
- 15
- Druckknopf
- 15a
- Knopfschaft
- 15b
- Knopfabschnitt
- 16
- Rastarm
- 16a
- Rastnocke
- 17
- Rastausnehmung
- 18
- Materialaussparung
- 19
- Leuchtelement
- 19a,b
- Anschluss
- 20
- Pfeil/Verfahrrichtung
- 21
- Federelement
- 22
- Unterseite
- 23
- Knopfhülse
- 24
- Widerstand
- 25
- Anschluss