DE1036991B

DE1036991B - Toggle switch

Info

Publication number: DE1036991B
Application number: DEL18143A
Authority: DE
Inventors: Edward V Sundt
Original assignee: Littelfuse Inc
Current assignee: Littelfuse Inc
Priority date: 1954-02-10
Filing date: 1954-03-01
Publication date: 1958-08-21

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kippselbstschalter mit einem eine Schnappbewegung ausführenden federnden Bimetallelement, das Kontakte trägt, die für gewöhnlich an den feststehenden Gegenkontakten anliegen und einen elektrischen Stromkreis über das Bimetallelement schließen, wobei das federnde Bimetallelement bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur die Kontakte öffnet und den elektrischen Stromkreis unterbricht, während es bei Absinken der Temperatur auf einen vorbestimmten tieferen Wert die Kontakte und damit den elektrischen Stromkreis wieder schließt.The invention relates to an automatic toggle switch with a snap-action movement resilient bimetallic element that carries contacts, which are usually on the stationary mating contacts and close an electrical circuit via the bimetal element, the resilient bimetal element opens the contacts when a predetermined temperature is reached and the electrical circuit interrupts while it drops when the temperature drops to a predetermined lower value the contacts and thus the electrical circuit closes again.

Die Erfindung löst die Aufgabe, einen solchen Kippselbstschalter so auszubilden, daß der Schalter willkürlich zum Öffnen und Schließen eines Stromkreises benutzt werden kann, ohne daß das Bimetallelement in seiner Funktion irgendwie behindert wird.The invention solves the problem of designing such a toggle switch so that the switch is arbitrary can be used to open and close a circuit without the bimetal element is somehow hindered in its function.

Dabei verbleibt das Bedienungselement des Schalters, wenn es in die »Aus«-Stellung umgelegt wird, in dieser »Aus«-Stellung und hält den Stromkreis unterbrochen, bis es wieder in die »Ein«-Stellung zurückgeschwenkt wird. The control element of the switch remains in when it is turned to the "Off" position this "off" position and keeps the circuit interrupted, until it is swiveled back into the "on" position.

Diese Forderung wird von den bekannten, mit einem Bimetallelement ausgerüsteten Kippselbstschaltern bisher nicht erfüllt. Bei diesen bekannten Schaltern muß vielmehr das Bedienungselement des Schalters, wenn der Stromkreis unterbrochen werden soll, nach dem Umlegen in die »Aus«-Stellung in dieser so lange festgehalten werden, wie die Stromkreisunterbrechung gewünscht wird, da es anderenfalls durch die federnde Kraft des Bimetallelementes von seligst in die »Ein«-Stellung zurückschnellt.This requirement is met by the known toggle switches equipped with a bimetal element not yet met. In these known switches, the control element of the switch must rather if the circuit is to be interrupted, after switching to the »off« position in this position held for as long as the circuit break is desired, otherwise it will thanks to the resilient force of the bimetal element, it snaps back into the "on" position.

Dieser Eigenart der bekannten Schalter, die zweifellos einen Mangel darstellt, wird nun gemäß der nachfolgend im einzelnen noch näher beschriebenen Erfindung dadurch abgeholfen, daß zwei unter Federspannung stehende Kniegelenkhebel verwendet werden, von denen der eine vom Schaltersockel getragen wird und Ansätze besitzt, die vom Bimetallelement frei sind, wenn sich der Hebel in der einen Stellung befindet, die jedoch am Bimetallelement anliegen, wenn sich der Hebel in der zweiten Stellung befindet und die Kontakte trennen, während der zweite Hebel in dem Deckel drehbar gelagert ist, sich durch den Deckel hindurch erstreckt und als Schalthandgriff dient.This peculiarity of the known switches, which undoubtedly represents a defect, is now shown in the following In particular, the invention, which is described in more detail, is helped by the fact that two are under spring tension standing toggle levers are used, one of which is carried by the switch base and has lugs that are free from the bimetal element when the lever is in one position, which, however, rest on the bimetal element when the lever is in the second position and the contacts separate, while the second lever is rotatably mounted in the cover, through the Cover extends therethrough and serves as a switch handle.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es ist :An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. It is :

Fig. 1 ein senkrechter Schnitt durch den erfindungsgemäß aufgebauten Kippselbstschalter in der »Aus«- Stellung,1 shows a vertical section through the toggle switch constructed according to the invention in the "off" position. Position,

Fig. 2 ein der Fig. 1 ähnlicher Schnitt, der den Kippselbstschalter in der »Ein«-Stellung mit geschlossenem elektrischem Stromkreis zeigt,FIG. 2 shows a section similar to FIG. 1, showing the toggle switch in the "on" position with closed electrical circuit shows

KippselbstschalterToggle switch

Anmelder:Applicant:

Littelfuse, Incorporated,
Des Plaines, 111. (V. St. A.)Littelfuse, Incorporated,
Des Plaines, 111. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,Representative: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 27,and Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, Munich 27,

Pienzenauerstr. 2, PatentanwältePienzenauerstr. 2, patent attorneys

Edward V. Sundt, Wilmette, 111. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt wordenEdward V. Sundt, Wilmette, 111. (V. St. Α.),
has been named as the inventor

Fig. 3 ein der Fig. 2 ähnlicher Schnitt, der den Kippselbstschalter in der »Ein«-Stellung zeigt, wobei sich jedoch die Kontakte infolge eines in dem Stromkreis aufgetretenen Überlastungszustandes voneinander getrennt haben,FIG. 3 is a section similar to FIG. 2, showing the toggle switch in the "on" position, with however, the contacts diverge from one another as a result of an overload condition that has occurred in the circuit have separated,

Fig. 4 ein senkrechter Schnitt nach Linie 4-4 derFig. 4 is a vertical section along line 4-4 of

Fig. 1.Fig. 1.

Fig. 5 ein waagerechter Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 1 undFig. 5 is a horizontal section along line 5-5 of Fig. 1 and

Fig. 6 eine auseinandergezogen gezeichnete schaubildliche Ansicht des federnden Bimetallelementes und des einen Hebels des Kniehebelschalters.6 is an exploded perspective view of the resilient bimetal element and FIG one lever of the toggle switch.

Der Schalter 10 hat einen Sockel 11 aus elektrisch isolierendem Material, z. B. einem Kunstharzpreßstoff od. dgl. In den Sockel 11 sind zwei zweckmäßigerweise beim Pressen mit eingelegte Stifte 12 eingesetzt, deren Bunde 13 und 14 und deren Ansatz 15 eine einwandfreie Befestigung in dem Sockel 11 sichern. Die außenliegenden Enden der Stifte tragen Gewinde zum Aufschrauben elektrischer Anschlüsse und zum Befestigen des Schalters. Die innenliegenden Enden der Stifte 12 haben feststehende Kontakte 16, die z. B. durch Anschweißen an den Enden der Stifte befestigt sein können.The switch 10 has a base 11 made of electrically insulating material, e.g. B. a synthetic resin molded material or the like. Two pins 12 are expediently inserted into the base 11 during the pressing used, their collars 13 and 14 and their approach 15 a proper fastening in the base 11 to back up. The outer ends of the pins have threads for screwing on electrical connections and for attaching the switch. The inner ends of the pins 12 have fixed contacts 16, the z. B. can be attached by welding to the ends of the pins.

18 ist ein bei Temperaturerhöhungen ansprechendes federndes längliches Bimetallelement, das zwei Längsschlitze 19, einen Mittelsteg 20 und zwei Außenstege 21 aufweist. Der Mittelsteg 20 ist etwas langer als die Außenstege 21 und ist außerdem gebogen oder gekrümmt, um dem Bimetallelement die erforderlichen Federungseigenschaften zu geben. Mit dem Bimetallelement sind nahe den Stirnenden des Mittelsteges zwei aus Kontaktmaterial bestehende Kontakte z. B. durch Verschweißen verbunden. Bei Kontaktgabe18 is a resilient, elongated bimetallic element that is responsive to temperature increases and has two longitudinal slots 19, a central web 20 and two outer webs 21. The middle web 20 is a little longer than that Outer webs 21 and is also bent or curved to give the bimetallic element the required To give suspension properties. With the bimetallic element are close to the front ends of the central web two contacts made of contact material e.g. B. connected by welding. When making contact

809 598/427809 598/427

wird ein elektrischer Stromkreis durch das Bimetallelement 18 über die Kontaktstifte 12 geschlossen.an electrical circuit is closed by the bimetal element 18 via the contact pins 12.

Der Mittelsteg 20 des Bimetallelementes 18 hat eine rechteckige öffnung 24 zur Aufnahme eines mit einem verbreiterten Kopf 26 versehenen rechteckigen BoI-zens 25, der in der rechteckigen öffnung 27 des Sockels 11 verstellbar ist und in dieser öffnung mittels Paßsitz gehalten wird. Zu diesem Zweck hat der Bolzen 25 mehrere Zähne, die eine richtige Beibehaltung seiner Lage in der öffnung 27 sichern. Auf den Bolzen 25 ist zwischen dem Bimetallelement 18 und dem Sockel 11 eine Feder 28 aufgeschoben, um das Bimetallelement an den verbreiterten Kopf 26 des Bolzens 25 anzudrücken. Bolzen 25 und Feder 28 halten also das Bimetallelement 18 an dem Sockel 11. Xachdem das Bimetallelement in dieser Weise aufgesetzt ist, wird der Bolzen 25 so tief in den Sockel 11 eingesetzt, daß das Bimetallelement 18 bei der gewünschten Temperatur arbeitet.The central web 20 of the bimetal element 18 has a rectangular opening 24 for receiving one with a widened head 26 provided rectangular pin 25, which is in the rectangular opening 27 of the Base 11 is adjustable and is held in this opening by means of a snug fit. For this purpose the Bolt 25 has several teeth which ensure that its position in the opening 27 is correctly maintained. On the Bolt 25, a spring 28 is pushed between the bimetal element 18 and the base 11 in order to Press the bimetal element against the widened head 26 of the bolt 25. Hold bolt 25 and spring 28 that is, the bimetal element 18 on the base 11. After that, the bimetal element is placed in this way is, the bolt 25 is so deeply inserted into the base 11 that the bimetal element 18 at the desired Temperature works.

Bei der normalen Belastung des elektrischen Stromkreises ist die Temperatur des Bimetallelementes 18 nur so groß, daß die von dem Bimetallelement getragenen Kontakte 22 an den feststehenden Kontakten 16 anliegen und den elektrischen Stromkreis in der in Fig. 2 dargestellten Weise schließen. Tritt jedoch eine Überlastung in dem elektrischen Stromkreis auf, dann erhöht sich die Temperatur des Bimetallelementes 18 über den vorhergehenden Wert. Wenn die Temperatur aber auf einen von der Einstellung des Schalters bedingten vorbestimmten Wert steigt, federt das Biliietallelement in die in Fig. 3 dargestellte Lage und trennt die Kontakte 22 von den feststehenden Kontakten 16. Hierdurch wird der elektrische Stromkreis unterbrochen. Fällt die Temperatur des Bimetallelementes 18 unter einen vorbestimmten Wert, dann federt das Bimetallelement in die in Fig. 2 dargestellte Stellung zurück und schließt die Kontakte. Bei der in Fig. 2 dargestellten Stellung des Handhebels 42 kann das Bimetallelement jedesmal den Stromkreis öffnen, so oft der Überlastungszustand in diesem eintritt. Die in dem Mittelsteg 20 des Bimetallelementes 18 vorhandene rechteckige öffnung und der rechteckige Bolzen 25 verhüten eine Drehung des Bimetallelementes 18, so daß die Kontakte 22 und 16 ständig in Ausrichtung gehalten werden.With normal load on the electrical circuit, the temperature of the bimetal element is 18 only so large that the contacts 22 carried by the bimetal element on the stationary contacts 16 and close the electrical circuit in the manner shown in FIG. However, one occurs Overload in the electrical circuit, then the temperature of the bimetal element 18 increases over the previous value. But if the temperature is on one of the setting of the switch rises predetermined value, the Biliietallelement springs in the position shown in Fig. 3 and separates the contacts 22 from the fixed contacts 16. This breaks the electrical circuit. If the temperature of the bimetal element falls 18 below a predetermined value, then the bimetal element springs into that shown in FIG Position back and closes the contacts. In the position of the hand lever 42 shown in FIG the bimetallic element open the circuit every time the overload condition occurs in this. the in the central web 20 of the bimetal element 18 present rectangular opening and the rectangular bolt 25 prevent rotation of the bimetal element 18 so that the contacts 22 and 16 are always in alignment being held.

An dem Sockel 11 ist ein Deckel 31 befestigt, der auf einem umlaufenden Ansatz 30 des Sockels 11 aufliegt. Der Deckel 31 kann an dem Sockel 11 durch Anbördeln befestigt sein. Rechts und links von dem Bolzen 25 hat der Sockel 11 zwei Vertiefungen 32.A cover 31, which rests on a circumferential shoulder 30 of the base 11, is fastened to the base 11. The cover 31 can be fastened to the base 11 by flanging. Right and left of the bolt 25, the base 11 has two recesses 32.

Über dem Bimetallelement 18 liegt ein U-förmiger Hebel 34, der mit seinen Enden 35 in die Vertiefungen 32 eingreift und auf dem Sockel 11 drehbar gelagert ist. Der Hebel 34 hat zwei Anschlagflächen 36, die sich von oben her an den Sockel 11 anlegen können und die Drehbewegung des Hebels 34 in der einen Richtung begrenzen (Fig. 2 und 3). Außer diesen hat er zwei Anschlagflächen 37, die sich ebenfalls von oben an den Sockel 11 anlegen können, um die Bewegung des Hebels in der entgegengesetzten Richtung zu begrenzen (Fig. 1). Der Hebel 34 kann also eine Drehbewegung zwischen diesen beiden Stellungen ausführen. Der Hebel 34 trägt ferner zwei Ansätze 38, die unterhalb des Bimetallelementes 18 liegen und die sich an die Unterseite der Außenstege 21 des Bimetallelementes 18 anlegen können. Nimmt der Hebel 34 die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Stellung ein, so befinden sich die Ansätze 38 in einem solchen Abstand von dem Bimetallelement 18, daß sich dieses frei bewegen kann, um die Kontakte 16 und 22 bei Überlastung des Stromkreises zu öffnen und zu schließen. In dieser Stellung hindern der Hebel 34 und seine Ansätze 38 nicht das Arbeiten des Schalters als Überstromschalter. Wird jedoch der Hebel 34 in die in Fig. 1 dargestellte zweite Stellung gedreht, dann legen sich die Ansätze 38 an die Außenstege 21 des Bimetallelementes 18, um dessen Kontakte 22 von den feststehenden Kontakten 16 zu trennen. Nimmt der Hebel daher die in Fig. 1 dargestellte Stellung ein, dann ist der Stromkreis geöffnet, und zwar unabhängig von den in dem Stromkreis herrschenden Belastungsverhältnissen. Die Oberseite des Hebels 34 hat zwei Vorsprünge 39 und eine zwischen diesen Vorsprüngen befindliche Vertiefung 40, die dazu dient, den Hebel 34 in die eine oder andere seiner beiden Stellungen umzulegen.Above the bimetal element 18 is a U-shaped lever 34, which with its ends 35 into the recesses 32 engages and is rotatably mounted on the base 11. The lever 34 has two stop surfaces 36, which can apply from above to the base 11 and the rotary movement of the lever 34 in one Limit direction (Fig. 2 and 3). In addition to these, he has two stop surfaces 37, which are also from Above the base 11 can apply to the movement of the lever in the opposite direction to limit (Fig. 1). The lever 34 can therefore rotate between these two positions carry out. The lever 34 also carries two lugs 38, which are below the bimetal element 18 and which can lay on the underside of the outer webs 21 of the bimetal element 18. Take the lever 34 in the position shown in FIGS. 2 and 3, the lugs 38 are at such a distance of the bimetal element 18 that this can move freely to the contacts 16 and 22 at Overloading the circuit to open and close. In this position, the lever 34 prevents and its lugs 38 do not allow the switch to function as an overcurrent switch. However, if the lever 34 When rotated into the second position shown in FIG. 1, the lugs 38 then lie against the outer webs 21 of the bimetal element 18 in order to separate its contacts 22 from the fixed contacts 16. Takes the lever therefore the position shown in Fig. 1, then the circuit is open, and independently of the load conditions prevailing in the circuit. The top of the lever 34 has two projections 39 and a recess 40 located between these projections, which serves to to flip the lever 34 in one or the other of its two positions.

Der Hebel 34 bildet den einen Hebelteil eines Kniehebelgelenkes, dessen anderer Hebel eine Kugelfläche 43 hat, die in eine Ausnehmung oder ein Lager 44 des Deckels 31 eingreift. An dem Deckel 31 ist z. B. mittels Niete 47 eine mit einer Ausnehmung 46 versehene Platte 45 befestigt. Die Ausnehmungen 44 und 46 und die Kugelfläche 43 lagern den Kniehebel 42 drehbar in dem Deckel 31. Der Kniehebel 42 ragt durch den Deckel 31 hindurch. Sein Außenende dient als Schalthandgriff. In einer im Innern des Kniehebels 42 befindlichen Bohrung 48 gleitet ein Kolben 49, der mittels einer innerhalb der Bohrung 48 liegenden Feder 50 gegen den Kniehebel 34 gedrückt wird. Der federbeaufschlagte Kolben 49 des Kniehebels 42 liegt in der zwischen den Vorsprüngen 39 befindlichen Vertiefung 40 und stellt die Antriebsverbindung zwischen den beiden Kniehebeln 34 und 42 her.The lever 34 forms one lever part of a toggle joint, whose other lever has a spherical surface 43 which is inserted into a recess or a bearing 44 of the Lid 31 engages. On the cover 31 is z. B. provided with a recess 46 by means of rivets 47 Plate 45 attached. The recesses 44 and 46 and the spherical surface 43 support the toggle lever 42 rotatably in the cover 31. The toggle lever 42 protrudes through the cover 31. Its outer end serves as a switch handle. A piston 49 slides in a bore 48 located inside the toggle lever 42, the is pressed against the toggle lever 34 by means of a spring 50 located within the bore 48. Of the The spring-loaded piston 49 of the toggle lever 42 is located between the projections 39 Recess 40 and establishes the drive connection between the two toggle levers 34 and 42.

Nehmen die Kniehebel 34 und 42 die in der Fig. 1 dargestellte Stellung, d. h. die »Aus«-Stellung, ein, so werden sie von der auf den Kolben 49 wirkenden Feder 50 in dieser Stellung gehalten. Dabei sind die beweglichen Kontakte 22 von den feststehenden Kontakten 16 getrennt. Werden die Kniehebel 34 und 42 jedoch in die in Fig. 2 dargestellte Stellung, d. h. die »Ein«-Stellung, bewegt, dann werden sie von der auf den Kolben 49 wirkenden Feder 50 in dieser Stellung gehalten, und die Zapfen 38 sind von dem Bimetallelement 18 getrennt, so daß sich die beweglichen Kontakte 22 an die feststehenden Kontakte 16 anlegen und den Stromkreis schließen. Erfolgt jetzt in dem elektrischen Stromkreis eine Überlastung, dann steigt die Temperatur des Bimetallelementes 18; die beweglichen Kontakte 22 werden von den feststehenden Kontakten 16 abgehoben (Fig. 3) und der elektrische Stromkreis geöffnet.Take the toggle levers 34 and 42 in the position shown in FIG. H. the "off" position, on, so they are held in this position by the spring 50 acting on the piston 49. There are those movable contacts 22 separated from the fixed contacts 16. Will the toggle levers 34 and 42 but in the position shown in Fig. 2, i. H. the "on" position, moved, then they are moved from the to the spring 50 acting on the piston 49 is held in this position, and the pins 38 are from the bimetallic element 18 separated so that the movable contacts 22 apply to the fixed contacts 16 and close the circuit. If an overload occurs in the electrical circuit, it increases Temperature of the bimetal element 18; the movable contacts 22 are of the fixed Contacts 16 lifted (Fig. 3) and the electrical circuit opened.

Die mit dem Bimetallelement 18 zusammenarbeitenden Kniehebel 34 und 42 arbeiten also als ein von Hand betätigbarer Schalter zum beliebigen öffnen und Schließen des elektrischen Stromkreises, was durch Bewegen der Kniehebel zwischen der »Aus«- Stellung und der »Ein«-Stellung bewirkt wird. Bei der Bewegung der Kniehebel 34 und 42 in die »Ein«- Stellung arbeitet jedoch das Bimetallelement 18 in der bekannten Weise frei und selbsttätig als Überstromschalter. The toggle levers 34 and 42 cooperating with the bimetal element 18 thus work as one of Hand operated switch to open and close the electrical circuit, whatever is effected by moving the knee lever between the "off" position and the "on" position. at the movement of the toggle levers 34 and 42 into the "on" position, however, the bimetallic element 18 operates in the known way freely and automatically as an overcurrent switch.

Claims

Patent claims:

1. Toggle switch with a resilient bimetal element that performs a snap movement, that carries contacts that are usually in contact with the stationary mating contacts and close an electrical circuit via the bimetal element, the resilient bimetal

element opens the contacts when a predetermined temperature is reached and the electrical The circuit is interrupted while the temperature drops to a predetermined lower level Wert the contacts and thus the electrical circuit closes again, characterized in that that two spring-loaded toggle levers (34, 42) are used, of which one of which (34) is carried by the base (11) and has lugs (38) that extend from the bimetallic element (18) are free when the lever (34) is in one position, which, however, is on the bimetal element (18) when the lever (34) and the contacts are in the second position (16, 22) separate, while the second lever (42) is rotatably mounted in the cover (31), through the cover (31) extends through and serves as a switch handle.

2. Automatic switch according to claim 1, characterized in that the second lever (42) with a spring-loaded piston (49) is provided which rests against the first lever (34).

3. Automatic switch according to claim 1 and 2, characterized in that the bimetal element guided through a rectangular bolt (25, 26) fastened in an opening in the base (11) is, a spring (28) on the bolt (25) between the bimetal element and the base (11) is to hold the bimetal element (18) against the head (26) of the bolt (25).

4. Circuit breaker according to claim 3, characterized by two in the base (11) on opposite sides Side recesses (32) in which the U-shaped lever (34), which extends over the Bimetal element (18) extends, is rotatably mounted with its ends (35).

5. Automatic switch according to claims 1 to 4, characterized in that the bimetal element has two longitudinal slots (19), the two outer webs (21) and a central web with a rectangular one Limit the central opening, the central web being arched and a rectangular central opening (24) for receiving the rectangular bolt (25, 26).

Considered publications:
U.S. Patents Nos. 2,520,874, 2,520,873,
467 745.2 348 995.

1 sheet of drawings