DE1104039B - Elektrischer Schalter mit UEberstromausloesung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteranordnung mit selbsttätig bei Überstrom auslösendem Schalter.

Es sind Schalteranordnungen mit selbsttätig bei Überstrom auslösendem, von Hand ein- und auszuschaltendem elektrischem Schalter bekannt, bei denen ein durch Federkraft vorgespannter Betätigungskolben ein bewegliches Kontaktpaar mit einer die beweglichen Kontakte verbindenden, bei Überstrom ansprechenden Klinke unterhalb des eingestellten Überstromwertes entgegen der Kraft einer Abschaltfeder abstützt und in Richtung auf die Ausschaltstellung durch eine Verklinkungsvorrichtung mit einer von Hand zu überwindenden Haltekraft gehalten wird. Das Hauptpatent 1 057 684 betrifft eine Schalteranordnung dieser Art und sieht vor, daß zwischen der Verklinkungsvorrichtung und den beweglichen Kontakten bzw. den mit ihnen verbundenen Bauelementen eine kraftschlüssige Verbindung vorgesehen ist, welche bei Abfallen der beweglichen Kontakte infolge Überstromes die Haltekraft vermindert und den Betätigungskolben in die Ausschaltstellung gelangen läßt.

Der Gegenstand des Hauptpatents wird in der Weise weitergebildet, daß in an sich bekannter Weise zwei Schalter dicht nebeneinander angeordnet und die Betätigungskolben beider Schalter mechanisch fest miteinander verbunden sind, wobei vorzugsweise die Anschlußklemmenpaare beider Schalter in Serie geschaltet sind.

Es ist an sich bekannt, auf einer gemeinsamen Grundplatte zwei gleichartig aufgebaute Überstromschalter anzuordnen und die Betätigungsglieder beider Schalter mechanisch fest miteinander zu verbinden, so daß beide Schalter sowohl in Überstromauslösung als auch bei Handschaltung gemeinsam ausgeschaltet werden.

Die gedrängte Bauweise eines Überstromschalters gemäß dem Hauptpatent ist für den Zusammenbau mehrerer Schalter besonders geeignet. Durch die beim Schalter nach dem Hauptpatent erreichte Verminderung der Haltekraft der den Betätigungskolben in Schließstellung des Schalters haltenden Verklinkungsvorrichtung kann die auf den Betätigungskolben der zur Ausschaltung gelangenden Schaltereinheit wirkende Feder auf die noch nicht zum Ausschalten ausgelöste Schaltereinheit wirken und dadurch mit Sicherheit das gleichzeitige Ausschalten der Schalter sicherstellen.

Da die Anschlußklemmenpaare beider Schaltereinheiten in Serie geschaltet sind, ist es möglich, Ströme bei höheren Spannungen zu unterbrechen, weil der gesamte bei der Unterbrechung sich bildende Luftspalt zwischen den festen und den beweglichen Kontaktklemmen doppelt so groß ist als bei einem Elektrischer Schalter
mit überstromauslösung

Zusatz zum Patent 1 057 684

Anmelder:

Mechanical Products, Inc.,
Jackson, Mich. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. phil. G. B. Hagen, Patentanwalt,
München-Solln, Franz-Hals-Str. 21

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. März 1957

Richard Castle Ingwersen, Jackson, Mich. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

einzigen Schalter. Die gedrungene Bauweise der Schalter macht es dabei möglich, eine Vielzahl von Schaltereinheiten zu einem Paket nebeneinanderliegender Schalter zu vereinigen.

Die Schalteranordnung wird in der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht, die teilweise geschnitten ist, der Schalteranordnung,

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung der in Fig. 1 dargestellten Anordnung, wobei in Fig. 1 die Schnittlinie mit 2-2 bezeichnet ist,

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt der in Fig. 1 dargestellten Anordnung, wobei in Fig. 1 die Schnittlinie mit 3-3 bezeichnet ist,

Fig. 4 eine etwas verkleinerte Schnittdarstellung der in Fig. 3 gezeigten Anordnung, wobei die Schnittlinie in Fig. 3 mit 4-4 bezeichnet ist,
Fig. 5 eine Schnittdarstellung der Anordnung gemäß Fig. 4, wobei in Fig. 4 die Schnittlinie mt 5-5 bezeichnet ist,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Anordnung.

Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, sind zwei Schalter 5 und 7 dicht nebeneinander angeordnet. Jeder dieser Schalter 5 und 7 besteht aus einem Gehäuse 9 aus Isoliermaterial, in dem die beweglichen Kontakte 11 und die festen Kontakte 13 angeordnet

sind. Die Kontakten tragen an ihren Enden Kontaktarme 15, die schwenkbar an einem Sperrorgan 17 befestigt sind, das auf die Stärke des durchfließenden Stromes anspricht.

Das dargestellte Sperrorgan 17 ist ein Bimetallstreifen, der im wesentlichen U-Form besitzt, mit Schenkeln 18, die an ihren oberen Enden befestigt sind. Die unteren Enden der Schenkel 18 des Sperrorgans 17 greifen normalerweise in eine Widerlageschulter, die an dem Betätigungsbolzen angebracht ist, ein; der Betätigungsbolzen besteht aus einem isolierenden Bolzen 19, der in dem Gehäuse 9 in seine »Ein«- und »Aus«-Stellung geschoben werden kann. Der Bimetallstreifen 17 ist auf dem Bolzen 19 in Form einer Manschette angeordnet, so daß er zusammen mit den Bolzen und auf diesem bewegt werden kann.

Wenn das Sperrorgan 17 gegen die Wiederlageschulter des Betätigungsbolzens 19 wirkt, so bewegen sich Sperrorgan und Kontakte 11 wie eine Einheit, wenn indessen ein zu großer Strom auftritt, bewegen sich die Schenkel des Bimetallstreifens 17 nach außen und stützen sich nicht mehr gegen die Widerlageschulter des Bolzens 19 ab. Daher bewegen sich die Kontakte 11 gegenüber dem Bolzen 19, so daß sich eine Öffnung der Kontaktstrecke ergibt. Eine Schraubenfeder 21 preßt den Bolzen 19 in seine Öffnungsstellung. Mechanische Sperrmittel, die in ihrer Gesamtheit mit den Bezugszeichen 23 charakterisiert sind, wirken so, daß der Betätigungsbolzen entweder seine Stellung »Ein« oder seine Stellung »Aus« einnimmt.

Der mechanische Sperrmechanismus besteht aus hebelartigen Gliedern 25, die in dem Gehäuse 9 schwenkbar angeordnet sind und mit Kugeln 27 zusammenwirken, die wiederum in Öffnungen in einer fest angeordneten Manschette 26 vorgesehen sind. Die Manschette 26 führt in der Nähe des Bodens des Gehäuses 9 den Betätigungsbolzen. Die Kugeln 27 werden normalerweise gegen den Betätigungsbolzen 19 durch Federn 29 gepreßt, die mit jedem der Hebel verbunden sind und ebenso mit den Kontaktarmen 15, so daß in der Einschaltstellung die Federn 29 gespannt sind und eine Kraft gegen die Kugel 27 ausgeübt wird, durch die diese in eine Nut 30 des Betätigungsbolzens 19 gepreßt werden. Daher wird der Bolzen in seiner Stellung »Ein« gegen die Kraft der Feder 21 gehalten. Bei Überstrom beugt sich der Bimetallstreifen 17 von den Widerlageschultern des Betätigungsbolzens 19 weg, und die Federn 29 ziehen das Sperrorgan und die Kontakte 11 nach unten. Gleichzeitig läßt die Spannung der Federn 29 nach, so daß die Feder 21 den Betätigungsbolzen in seine Stellung »Aus« drücken kann, indem die Kugeln 27 und die Hebel 25 aus dem Weg geschoben werden.

Die Kontake 11 können wiederum in Berührung mit den Kontakten 13 dadurch gebracht werden, daß der Betätigungsbolzen 19 nach innen gepreßt wird. Wenn die Schenkel des Sperrorganes 17 ihre normale Stellung wieder angenommen haben, so greifen sie an den Widerlageschultern des Betätigungsbolzens an, und die mechanische Sperranordnung hält den Betätigungsbolzen in seiner Stellung »Ein«, nachdem die Kontakte geschlossen wurden.

Die Ausschaltung kann auch von Hand durch Zug an einem außen vorgesehenen Betätigungsknopf vorgenommen werden. Hierbei werden die Kugeln 27 und die Hebel mit hinreichender Kraft aus dem Weg gedrückt, so daß das stromempfindliche Sperrorgan und die Kontakte 11 zusammen mit dem Betätigungsbolzen von den Kontakten 13 wegbewegt werden. Zur Einschaltung wird lediglich der Bolzen nach innen gepreßt, bis die Kugeln 27 in die Nut des Betätigungsbolzens einfallen.

Durch Anwendung geeigneter Verbindungsmittel, wie beispielsweise Schraubbolzen 33, sind zwei Schalter miteinander verbunden, und die Betätigungsbolzen 19 sind fest miteinander durch einen Verbindungsbügel 33 verbunden, so daß sich die Betätigungsbolzen gleichzeitig als eine Baugruppe nach innen und

ίο nach außen bewegen. Der Verbindungsbügel 33 besteht aus zwei miteinander verbundenen Halbteilen aus Isoliermaterial, die um die Betätigungsknöpfe 32 herumgreifen. Der Schalter 5 besitzt ein Paar Klemmen 34 und 35 und der Schalter 7 ein Paar Klemmen 37

iS und 39. Ein Teil der Klemmen befindet sich außerhalb des Gehäuses 9 eines jeden Schalters und ist elektrisch mit den festen Kontakten 13 verbunden. Zwei der Klemmen, wie dies dargestellt ist, nämlich die Klemmen 34 und 37, sind elektrisch durch eine geeignete

ao Schiene 41 verbunden, während die Klemmen 35 und 39 an den elektrischen Stromkreis angeschlossen werden können. Auf diese Weise sind die beiden Schalter 5 und 7 elektrisch miteinander in Serie geschaltet, und der Strom fließt beispielsweise von der Klemme 35 zu dem einen der festen Kontakte 13, durch die beweglichen Kontakte 11 und das auf den Strom ansprechende Sperrorgan 17 zu dem anderen festen Kontakt und von demselben zu der Klemme 34, von dort zu dem Verbindungsbügel 41, zu der Klemme 37, über den festen Kontakt des Schalters 7 zu dem beweglichen Kontakt 11, zu dem Sperrorgan 17 und zu der Klemme 39.

Die auf den Strom ansprechenden Bimetallstreifen 17 der beiden Schalter 5 und 7 sind gleich ausgeführt, so daß sich beide gleichzeitig von den Widerlageschultern des Betätigungsbolzens entfernen und die Kontakte 11 und die Betätigungsbolzen 19 freigeben. Sollte indessen das eine der beiden stromempfindlichen Organe vor dem anderen ansprechen, so wird ebenfalls die gesamte Anordnung in die Öffnungsstellung bewegt, weil die Schalter als eine einzige Anordnung wirken. Die Kontakte in beiden Schaltern können von Hand dadurch geschlossen werden, daß auf den Verbindungsbügel 33 gedrückt wird. Die Schatteranordnung kann daher von Hand betätigt werden, indem eine Kraft auf den Verbindungsbügel 33 ausgeübt wird. Die beiden Schalter 5 und 7 verhalten sich wie ein einziger Schalter.

Da der Luftspalt zwischen den festen und den beweglichen Kontakten 11 und 13 doppelt so groß ist als in einer einzigen Schalteranordnung, kann die Schalteranordnung Ströme bei höheren Spannungen unterbrechen, als dies ein einziger Schalter vermag. Es wurde festgestellt, daß ein einziger Schalter einen bestimmten Strom bei einer Spannung bis zu etwa 208 Volt unterbrechen kann, während eine Schalteranordnung, die aus zwei Schaltern 5 und 7 besteht, die in Serie geschaltet sind, einen gleichgroßen Strom bis zu Spannungen von ungefähr 350 Volt schalten kann.

Da zwei stromempfindliche Sperrorgane 17 verwendet werden, wird der Widerstand der Schalteranordnung verdoppelt, und der Überstrom wird besser begrenzt; da zwei Gehäuse aus Isoliermaterial verwendet werden, ist die Gefahr von Überschlagen zwischen einander benachbarten Sätzen von Kontakten verringert.

Die erfindungsgemäße Schalteranordnung kann daher in elektrischen Stromkreisen verwendet werden, in denen eine einzige Schalteranordnung nicht ausreichen würde; die Konstruktion ist widerstandsfähig

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und kompakt und wegen des geringen Gewichts insbesondere für Verwendung im Flugzeug geeignet.

In der Zeichnung wurde die Schalteranordnung als aus zwei nebeneinander angeordneten Schaltern bestehend dargestellt; es ist auch möglich, eine Vielzahl solcher Schalter in ähnlicher Anordnung vorzusehen und diese in Serie zu schalten.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schalteranordnung mit selbsttätig bei Überstrom auslösendem, von Hand ein- und auszuschaltendem elektrischem Schalter, dessen durch Federkraft vorgespannter Betätigungskolben ein bewegliches Kontaktpaar mit einer die beweglichen Kontakte verbindenden, bei Überstrom ansprechenden Klinke unterhalb des eingestellten Überstromwertes entgegen der Kraft einer Abschaltfeder abstützt und in Richtung auf die Ausschaltstellung durch eine Verklinkungsvorrichtung mit

   einer von Hand zu überwindenden Haltekraft gehalten wird, wobei zwischen der Verklinkungsvorrichtung und den beweglichen Kontakten bzw. den mit ihnen verbundenen Bauelementen eine kraftschlüssige Verbindung vorgesehen, ist, welche beim Abfallen der beweglichen Kontakte infolge Überstrom die Haltekraft vermindert und den Betätigungskolben in die Ausschaltstellung gelangen läßt, nach Patent 1057 684, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise zwei Schalter dicht nebeneinander angeordnet sind und die Betätigungskolben (32) beider Schalter mechanisch fest miteinander verbunden sind (33), und vor zugsweise die Anschlußklemmenpaare (34, 35; 37, 39) in Serie geschaltet sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Österreichische Patentschrift Nr. 130129;
   französische Patentschrift Nr. 789 213;
   USA.-Patentschriften Nr. 2 773 949, 2 668 886.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen