DE1072718B

DE1072718B - Small circuit breaker with thermal release

Info

Publication number: DE1072718B
Application number: DENDAT1072718D
Authority: DE
Inventors: Harneln Alfred Fehrenbach und Heinrich Fraatz
Original assignee: LICBNTIA Patent-Verwaltungs-G.m.b.H., Frankfurt/M
Publication date: 1960-01-07

Description

DEUTSCHESGERMAN

Es besteht Bedarf an möglichst kleinen Selbstschaltern, die nur mit thermischer Auslösung arbeiten und die beispielsweise in kleine Haushaltsgeräte, Schalttafeln, Kraftfahrzeuge, Werkzeugmaschinen eingebaut werden. Die bekannten üblichen Selbstschalter mit hohen Kurzschluß abschaltleistungen, die 1200A und mehr abschalten, sind für den genannten Verwendungszweck viel zu groß und zu teuer. Es genügt eine zuverlässige thermische Auslösung und die Einhaltung vorgeschriebener Kriech- und Luftstrecken. There is a need for the smallest possible circuit breakers that only work with thermal tripping and those, for example, in small household appliances, control panels, automobiles, machine tools to be built in. The known usual circuit breaker with high short-circuit breaking capacities, the Switching off 1200A and more are far too large and too expensive for the stated purpose. It is sufficient reliable thermal release and compliance with the prescribed creepage and clearance distances.

Es sind schon thermische Kleinselbstschalter bekannt, bei denen ein Bimetallstreifen kontaktgebend ein aus mehreren Teilen bestehendes starres Einschaltsystem arretiert, <las im eingeschalteten Zustand seinerseits wieder eine doppelte Schleifkontaktstelle schließt. Diese Schleifkontaktstelle vermeidet die Anordnung einer flexiblen Litze zum beweglichen Einschaltsystem und wirkt nebenbei, zusammen mit der Bimetallunterbrechungsstelle, als Zweifachunterbrechung. Small thermal circuit breakers are already known, in which a bimetallic strip makes contact with a rigid switch-on system consisting of several parts locked, <read a double sliding contact point when switched on closes. This sliding contact point avoids the arrangement of a flexible stranded wire to the movable one Switch-on system and also acts, together with the bimetal interruption point, as a double interruption.

Es sind ferner Schalter mit Bimetall wippen oder -membranen bekannt, die nur bei Stromdurchgang auslösen und nach Abkühlung selbständig wieder einschalten oder zum Einschalten mechanisch durchge- %5 drückt werden müssen. Diese sind aber unter anderem deshalb nachteilig, weil sie keine Schaltstellungsanzeige besitzen und weil bei Vorhandensein eines Schaltschlosses dieses mit sehr viel Aufwand und · raumbeanspruchend" ausgeführt sein muß.There are further provided with bimetal switch bounce or membranes known, the trigger only when current passes through and on again automatically after cooling or mechanically carried to turn% 5 presses have to be. However, these are disadvantageous, inter alia, because they do not have a switch position indicator and because if a switch lock is present, it must be designed with a great deal of effort and space.

Bei anderen bekannten Schaltern erfolgt die Verklinkung mit Hilfe von Bimetallen, die senkrecht zu einem in Längsrichtung verschiebbaren Schaltdruckknopf federn und den Schalter verklinken, jedoch besitzen diese Schalter eine verhältnismäßig aufwendige Kontakteinrichtung mit-sich über die ganze Schalterbreite erstreckender Kontaktbrücke.In other known switches, the latching takes place with the help of bimetals that are perpendicular to spring a longitudinally displaceable switch push button and latch the switch, but have it this switch has a relatively complex contact device with itself over the entire width of the switch extending contact bridge.

Schließlich sind noch Kleinselbstschalter in Schraubausführung bekannt, die im wesentlichen nur aus einem Gewindekorb bestehen, in dem ein druckknopfartiges, an einem Bedienungselement angebrachtes Kontaktteil mit Bimetallfedern zusammenwirkt. Die Bimetallfedern stehen mit einem am Boden, des Gewindekorbes angebrachten Kontaktfuß in leitender Verbindung, und sie wirken von mehreren Seiten auf das Kontaktteil des Schalters ein und verklammern es in Einschaltstellung. An dem Umfang des Bedienungselementes sind Federn angebracht, die die leitende Verbindung vom Gewindekorb zum Kontaktteil herstellen und als Führung im Gewindekorb dienen. In Einschaltstellung steht das Bedienungselement unter Federspannung. Bei dieser Konstruktion wird als nachteilig empfunden, daß die Führung des Bedienungselementes auf dem ganzen Umfang erfolgt und Kleinselbstschalter mit thermischer
AuslösungFinally, small self-locking switches in screw-type design are known which essentially only consist of a threaded basket in which a push-button-like contact part attached to an operating element interacts with bimetallic springs. The bimetallic springs are in a conductive connection with a contact foot attached to the bottom of the threaded basket, and they act on the contact part of the switch from several sides and clamp it in the switched-on position. On the periphery of the control element springs are attached, which establish the conductive connection from the threaded cage to the contact part and serve as a guide in the threaded cage. In the on position, the control element is under spring tension. In this construction it is felt to be disadvantageous that the control element is guided over the entire circumference and small self-switches with thermal
Tripping

Anmelder:Applicant:

LICENTIA Patent-Verwaltungs - G. m. b.H._r Frankfurt/M., Theodor - Stern - Kai 1LICENTIA Patent-Verwaltungs - G. mbH _r Frankfurt / M., Theodor - Stern - Kai 1

Alfred Fehrenbach und Heinrich Fraatz, Hameln,
sind als Erfinder genannt wordenAlfred Fehrenbach and Heinrich Fraatz, Hameln,
have been named as inventors

die hierfür vorgesehenen Federn wegen der erforderlichen Kontaktgabe an dem Gewindekorb besonders stark ausgelegt sein müssen. Außerdem besitzt das Bedienungselement nur verhältnismäßig wenig Spiel, was für die Kontaktgabe unvorteilhaft ist.the springs provided for this purpose because of the necessary contact with the threaded basket must be designed to be strong. In addition, the control element has relatively little play, which is disadvantageous for making contact.

Die Erfindung bezieht sich auf einen thermischen Kleinselbstschalter in Schmalbauform mit thermischer Auslösung, insbesondere zur Abschaltung von Gleichströmen mit einem Schaltschieber, der von Bimetallfedern in der Einschaltstellung verspannt wird. Es ist ihre Aufgabe, bei diesem Schalter die Mängel der bekannten Ausführungen zu vermeiden und ihn so einfach auszuführen, daß ihm bei wesentlich kleinerer Bauform .und. niedrigeren Gestehungskosten ein größeres Anwendungsgebiet erschlossen werden kann.The invention relates to a small thermal circuit breaker in narrow design with thermal Triggering, especially for switching off direct currents with a slide switch, that of bimetal springs is clamped in the switch-on position. It is your job to remedy the shortcomings of the known To avoid executions and to execute it so easily that it is much smaller Design .and. lower prime costs larger area of application can be developed.

Erfindungsgemäß trägt der gleichzeitig als Bedienungsorgan ausgebildete, an seinen beiden Enden im Gehäuse mit Spiel geführte, das Schalterinnere in an sich bekannter Weise in jeder Schaltlage in zwei getrennte Räume teilende Schaltschieber zwischen seinen Führungsstellen ein als Kontaktbrücke dienendes Kontaktteil, an dem beiderseits des Schaltschiebers zwei senkrecht zur Schaltschieberlängsachse federnde ortsfeste Kontaktteile angreifen, die beide oder nur_; eines die den Schaltschieber verspannenden Bimetallfedern bilden oder von diesen getragen werden.According to the invention, the slide switch, which is simultaneously designed as an operating element and guided at both ends in the housing with play, divides the inside of the switch in a manner known per se in each switching position into two separate spaces, carries a contact part between its guide points serving as a contact bridge, on which two sides of the slide switch are perpendicular attack resilient stationary contact parts to the slide switch longitudinal axis, both or only _; one of the bimetallic springs bracing the slide switch form or are carried by them.

Die ortsfesten Kontaktteile haben zwei Funktionen zu erfüllen, da sie gleichzeitig die Verklinkung des Schalters bilden und für die Aufrechterhaltung des erforderlichen Kontaktdruckes sorgen. Die Verklinkung ist besonders vorteilhaft, da sich der Kontaktdruck selbst bei einer gewissen bei Erwärmung auftretenden Verbiegung der ortsfesten Kontaktteile bis zur endgültigen Freigabe des Schaltschiebers nicht ändert. Die Kontaktbrücke ist nämlich bis zur Kontaktöffhung zwischen diesen Kontaktteilen verklemmt.The stationary contact parts have two functions to fulfill, since they simultaneously latch the Form switch and ensure that the required contact pressure is maintained. The latch is particularly advantageous because the contact pressure is even at a certain level that occurs when heated No bending of the stationary contact parts until the final release of the slide switch changes. The contact bridge is namely jammed between these contact parts until the contact is opened.

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Die erfindungsgemäße Bauweise gewährleistet dabei auch bei großen Fertigungstoleranzen eine einwandfreie Kontaktgabe und gestattet eine Kleinstbauweise mit zweifacher Unterbrechung und kurzen Stromzuführungswegen. Hinzu kommt, daß der Schaltschieber in seinen Führungen genug Spiel besitzt, um unterschiedliche Auslenkungen der ihn verspannenden Kontaktteile auszugleichen.The construction according to the invention ensures a perfect fit even with large manufacturing tolerances Making contact and allows a miniature design with double interruption and short power supply paths. In addition, the slide switch has enough play in its guides to to compensate for different deflections of the contact parts tensioning it.

Werden die Kontaktteile einerseits von einer direkt oder indirekt beheizten Bimetallfeder und andererseits von einem starren Metallstreifen getragen, so sind die Träger zweckmäßigerweise an einer Isolierstoffplatte befestigt, die in eine entsprechend geformte Aussparung des Schaltergehäuses nur lose einsetzbar ist und nach Aufsetzen des Gehäusedeckels unverschiebbar gehalten wird. Die Bimetallfeder und der starre Metallstreifen dienen gleichzeitig als Anschluß fahnen. Die Bimetallfeder trägt an ihrem freien Schenkel ein etwa L-förmiges Kontaktstück. Sie kann aber auch selbst als Kontakt wirken, wenn sie mit einer Kupferplattierung od. dgl. versehen ist. Der Metallstreifen ist entsprechend ausgebildet. Der Schaltschieber trägt eine lose auf ihn aufsetzbare Kontaktbrücke, die aus zwei halbkugelförmigen, mit einem Steg verbundenen Köpfen besteht und in der Einschaltstellung messerkontaktähnlich zwischen dem starren Metallstreifen und dem federnden Bimetallstreifen eingeklemmt ist.The contact parts are on the one hand by a directly or indirectly heated bimetal spring and on the other hand Carried by a rigid metal strip, the carriers are expediently on a sheet of insulating material attached, which can only be used loosely in a correspondingly shaped recess in the switch housing and is held immovable after the housing cover has been put on. The bimetal spring and the rigid one Metal strips also serve as connecting flags. The bimetallic spring wears on its free leg approximately L-shaped contact piece. But it can also act as a contact itself if it is plated with copper or the like. Is provided. The metal strip is designed accordingly. The slide switch carries one Contact bridge that can be placed loosely on it, consisting of two hemispherical heads connected by a web exists and in the switched-on position knife contact-like between the rigid metal strip and the resilient bimetal strip is clamped.

An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing.

Fig. 1 a ist der Schalter bei abgenommenem Gehäusedeckel in einer Draufsicht und in Fig. Ib im Schnitt gezeigt; inFig. 1 a is the switch with the housing cover removed in a plan view and in Fig. Ib in Section shown; in

Fig. 2 ist die Isolierstoffplatte im fertig montierten Zustand dargestellt;Fig. 2 shows the insulating plate in the fully assembled state;

Fig. 3,3 a und 4 zeigen weitere Schaltereinzelteile.3, 3 a and 4 show further individual switch parts.

Der Schalter besteht aus einem einfach preßbaren schalenartigen Körper 1, in den eine Isolierstoffplatte 2 und ein Schaltschieber 3 lose eingelegt und mit einer Platte 5 abgedeckt sind (Fig. 1). Der Schaltschieber, der an seinem einen Ende als Druckknopf ausgebildet ist, ist im Schalter in Längsrichtung verschiebbar und wird an beiden Enden von der Gehäuseschale geführt. Eine Schraubenfeder 4, die den Schaltschieber umgibt und sich gegen den Druckknopf und gegen das Gehäuse abstützt, dient als Kraftspeicher. An der Isolierstoffplatte 2, die im einzelnen in Fig. 2 dargestellt ist, sind die ortsfesten Kontaktteile, die aus einem federnden Bimetallstreifen 7 und einem starren Metallstreifen 6 bestehen, durch Schrauben 8 und 8 α befestigt. Während das eine Ende 6 a des Metallstreifens 6 als Anschlußfahne für die Stromzuführung dient, ist als Stromzuführung zum Bimetallstreifen 7 eine besondere, mit der Schraube 8 a an der Isolierplatte befestigte und mit dem Bimetall leitend verbundene Anschlußfahne 7 a vorgesehen. Als Anschlußfahne kann auch das Bimetall selbst dienen. Das andere freie Ende des Bimetallstreifens trägt ein etwa L-förmiges Kontaktstück 7 b, über das der Strom zur Kontaktbrücke im eingeschalteten Zustand des Schalters fließt. Sowohl das Kontaktstück 7 b als auch das freie Ende des Metallstreifens 6 sind nach außen gewinkelt, um die eventuell an den Kontakten auftretenden Lichtbogen abzuleiten. Die Anordnung von zwei federnden Bimetallstreifen 10, 11 als ortsfeste Kontakte ist in Fig. 3 dargestellt. An Stelle 6g eines besonderen Kontaktstückes sind die Bimetallstreifen mit einer Kupferplattierung 9 an ihrem freien Ende versehen (Fig. 3 a).The switch consists of a shell-like body 1, which can be easily pressed, into which an insulating material plate 2 and a slide switch 3 are loosely inserted and covered with a plate 5 (FIG. 1). The slide switch, which is designed as a push button at one end, can be displaced in the switch in the longitudinal direction and is guided at both ends by the housing shell. A coil spring 4, which surrounds the slide switch and is supported against the push button and against the housing, serves as an energy store. On the insulating plate 2, which is shown in detail in Fig. 2, the stationary contact parts, which consist of a resilient bimetal strip 7 and a rigid metal strip 6, are attached by screws 8 and 8 α. While one end 6 a of the metal strip 6 serves as a connection lug for the power supply, a special connection lug 7 a is provided as the power supply to the bimetallic strip 7, fastened to the insulating plate with the screw 8 a and conductively connected to the bimetal. The bimetal itself can also serve as a connection lug. The other free end of the bimetal strip carries an approximately L-shaped contact piece 7 b, through which the current flows to the contact bridge when the switch is switched on. Both the contact piece 7 b and the free end of the metal strip 6 are angled outwards in order to divert any arcs that may occur at the contacts. The arrangement of two resilient bimetal strips 10, 11 as stationary contacts is shown in FIG. 3. Instead of 6g of a special contact piece, the bimetal strips are provided with a copper plating 9 at their free end (FIG. 3 a).

Der Schaltschieber 3 mit dem angepreßten Druckknopf ist in Fig. 4 in zwei Ansichten und im Schnitt im einzelnen dargestellt. Er besitzt eine Ausnehmung 3 b, in die die Kontaktbrücke 3 a, die aus einem rollenartigen Gebilde besteht, eingesetzt ist.The slide switch 3 with the pressed push button is shown in Fig. 4 in two views and in section in detail. It has a recess 3 b into which the contact bridge 3 a, which consists of a roller-like structure, is inserted.

In Fig. 1 ist der Schalter in seiner Einschaltstellung gezeigt. Die Federkraft des Bimetallstreifens 7 wirkt senkrecht auf den Schaltschieber, so daß die Feder 4, die ihn nach oben zu treiben sucht, nicht wirksam werden kann. Dadurch wird ein guter Kontaktdruck und eine sichere Verklinkung des Schaltschiebers erreicht. Der Stromverlauf erfolgt über die Anschlußfahne 6 a, den Metallstreifen 6, die Kontaktbrücke 3 a, das Kontaktstück 7 b, den Bimetallstreifen 7 zur Anschlußfahne 7 α. Erwärmt sich der Bimetallstreifen infolge Stromdurchgangs, so läßt die Verklinkungskraft auf die Kontaktbrücke 3 α nach. Bei genügender Durchbiegung des Bimetallstreifens gleitet die Kontaktbrücke über die Wölbung des Kontaktteiles 7 b hinweg und öffnet die Kontakte. Der Kraftspeicher 4 treibt den Schaltschieber so weit nach oben, bis die Kontaktbrücke am Gehäuse anschlägt. Der Schaltschieber ist so breit gehalten, daß er mit seiner Breite die ganze Tiefe des Schaltergehäuses ausfüllt und ein Übergreifen der Lichtbogen verhindert. Das Wiedereinschalten geschieht durch Betätigen des Druckknopfes. Dadurch wird der Schaltschieber gegen die Kraft der Feder 4 in die in Fig. 1 dargestellte Einschaltlage gebracht. Die Kontaktbrücke gleitet während des Einschaltens über die beiden ortsfesten Kontakte, reinigt durch diesen Schleif Vorgang die Kontaktstellen und wir,d von der Bimetallfeder 7 wieder verklinkt. Durch die von der Seite auf den Schaltschieber wirkende Federkraft ist zum Auslösen eine kleinere Kraft erforderlich, als wenn die Arretierung in Auslöserichtung erfolgen würde.In Fig. 1 the switch is shown in its on position. The spring force of the bimetallic strip 7 acts perpendicularly on the slide switch, so that the spring 4, which seeks to drive it upwards, cannot be effective. This results in good contact pressure and secure latching of the slide switch. The current flow takes place via the connecting lug 6 a, the metal strip 6, the contact bridge 3 a, the contact piece 7 b, the bimetallic strip 7 to the connecting lug 7 α. If the bimetal strip heats up as a result of the passage of current, the latching force on the contact bridge 3 α decreases. If the bimetal strip is bent enough, the contact bridge slides over the curvature of the contact part 7 b and opens the contacts. The energy store 4 drives the slide switch upwards until the contact bridge strikes the housing. The slide switch is kept so wide that it fills the entire depth of the switch housing with its width and prevents the arc from reaching over. It is switched on again by pressing the push button. As a result, the slide switch is brought into the switched-on position shown in FIG. 1 against the force of the spring 4. The contact bridge slides over the two stationary contacts during switching on, cleans the contact points through this grinding process and we, d latched again by the bimetal spring 7. Due to the spring force acting on the slide switch from the side, a smaller force is required for triggering than if locking were to take place in the triggering direction.

Infolge der geringen Kraft, die zum Entklinken nötig ist, wird einmal eine genauere Auslösung erreicht, und zum anderen Mal kann die Innentemperatur des Schalters trotz seiner kleinen Bauform in erträglichen Grenzen gehalten werden, weil nur eine kleine Heizleistung für den Bimetallstreifen erforderlich ist.As a result of the low force required to unlatch, a more precise release is achieved once, and on the other hand, the internal temperature of the switch can in spite of its small size in tolerable limits are kept because only a small heating power is required for the bimetal strip is.

Zur Befestigung des Schalters auf einer Unterlage erhält dieser an der Stirnfrontseite, an der sich ein Druckknopf befindet, einen Blechflansch, der über U-förmig umgebogene Lappen zusammen mit der Vernietung der Abdeckplatte 5 gehalten wird. An Stelle eines Metallflansches kann das Schaltergehäuse von vornherein mit zwei angepreßten Befestigungsflanschen versehen sein.To attach the switch to a base, it is provided on the front face, on which there is a Push button is located, a sheet metal flange, which is bent over U-shaped tabs together with the riveting the cover plate 5 is held. Instead of a metal flange, the switch housing from be provided with two pressed-on mounting flanges from the outset.

Claims

Patent claims:

1. Small circuit breaker in slim design with thermal release, especially for switching off of direct currents with a slide switch, that of bimetal springs in the on position is clamped, characterized in that the at the same time designed as an operating member, on its two ends in the housing guided with play, the inside of the switch in itself known Way in each switching position in two separate spaces dividing slide switch between his Guide points a serving as a contact bridge carries a contact part on both sides of the slide switch attack by two resilient stationary contact parts perpendicular to the longitudinal axis of the slide switch, the two or only one of the bimetallic springs bracing the slide switch form or of these are worn.

2. Small self-switch according to claim 1, characterized in that the bimetal spring or the Bimetal springs have copper-clad contact shoes.

3. Small self-switch according to claim 1 and 2, characterized in that the directly or indirectly heated bimetallic spring as well as the rigid metal strip on the approaches of an insulating plate are attached, which can be inserted into a correspondingly shaped recess of the housing and after Placing the housing cover is held immovable.

4. Small self-switch according to claim 3, characterized in that the bimetal spring at its free leg carries an approximately L-shaped contact piece.

5. Small self switch according to claim 3 and 4, characterized in that the on the slide switch fixed contact bridge made of two hemispherical heads with connecting web stands and in the switched-on position knife contact-like between the rigid metal strip and which is clamped over the contact piece sprung from the bimetallic strip, the contact piece is shaped on its contact surface so that the contact bridge and the slide switch are only released after a certain deflection path of the bimetallic strip.

6. Small self switch according to claim 1 to 5, characterized in that one leg of the L-shaped contact piece attached to the bimetal strip is designed as a burn-off horn.

7. Small self-switch according to claim 1 to 6, characterized in that the bimetal springs or the rigid metal strip also serve as a connection flags.

8. Small self-switch according to claim 1 and 5, characterized in that the contact bridge is only loosely attached to the slide switch.

9. Small self switch according to claim 1 to 8, characterized in that all pre-assembled Parts are inserted or attached in grooves, on projections and the like and held by the housing cover will.

Considered publications:
German Patent Nos. 657 732, 537 900;
U.S. Patent Nos. 2,485,736, 2,469,492.

1 sheet of drawings