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Thermisch betätigbarer Überstromsehalter Die Erfindung betrifft einen
thermisch betätigbaren Überstromsahalter, wie er auf verschiedenen Gebieten zum'-Schutze
von elektrischen Stromversorgungsgeräten eingesetzt werden kann. Dabei soll stets
bis zu einem bestimmten Nennwert die Stromentnahme gewährleistet sein, während beim
Übersteigen des Nennwertes eine automatische Abschaltung über diesen Überstromschalter
eingeleitet wird. Es soll in diesem Zusammenhang nur auf den Schutz von Netztransformatoren
oder Netzgeräten für Spielfahrzeug-Anlagen verwiesen werden, wo eine Überlastung
durch Kurzschluss auf der Ausgangsseite nicht zu vermeiden ist. Für den Sohutz derartiger
Stromversorgungsgeräte sind heute sogenannte direkt beheizte Bimetallstreifen eingesetzt.
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Da diese Überstromschalter ziemlich träge sind und eine Mindestleistung
zum Beheizen erfordern, werden diese Überstromschalter auf der Primärseite der Stromversorgungsgerä;te
eingesetzt. Die Folge davon ist, dass die Bauelemente, wie Transtormatoren, Gleichrichter,
usw., der Stromversorgungsgerä,te bis zur Äuslösung der Überstromschalter überlastet
wekden. Da diese Auslösung-ünter grösster Belastung nur langsvor eich geht, lässt
sich eine Funkenbildung bei der Abeohaltung nicht vermeiden. Diese Funkenbildung
führt
gerade bei den schleppend betätigten Thermokontakten zum Verschweissen der Kontakte,
so dass eine Auslösung des Überstromschalters nicht mehr sichergestellt ist. Dies
führt danach zur sicheren Zerstörung der Bauelemente der Stromversorgungsgeräte.
Es sind nun auch schon Kontakte bekannt, die durch besonders geprägte Kontaktfedern
oder durch zusätzliche Schnappglieder eine schlagartige Kontaktbetätigung zeigen.
Diese als Schnappkontakte bekannten Kontakte neigen nicht zum Verschweissen der
Kontakte.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen thermisch betätigbaren Überstromschalter
unter Anwendung des Prinzips eines an sich bekannten Schnappkontaktes aufzubauen,
der kleinere Ansprechleistung, dlh. kleineren Ansprechstrom, erfordert und so auch
auf der Sekundärseite der Stromversorgungsgeräte eingesetzt werden kann. Ausserdem
soll der überstromschalter wahlweise so eingestellt werden können, dass nach der
Auslösung eine automatische Zurückschaltung erfolgt oder dass der Überstromschalter
den ausgelösten Zustand beibehält, bis er über getrennte Rückstellglieder manuell
zurückgestellt wird. Der neue thermisch betätigbare Überstromschalter ist dadurch
gekennzeichnet, dass eine an sich bekannte äeizwicklung als Stromwicklung ausgebildet
zur indirekten Beheizung eines Schnappkontaktes verwendet ist, dass dieser Schnappkontakt
mit der Heizwicklung in Reihe geschaltet ist und dass die bewegliche Kontaktfeder
dieses Schnappkontaktes selbst aus Bimetall gestanzt und durch Verformung als Schnappglied
ausgebildet ist. Diese Ausbildung des Überstromschalters benötigt wenigerAuslöseleistung,
da der über die Bimetall-Kontaktfeder fliessende Strom die Auslösung durch
die'
Heizwicklung unterstützt. Durch die Ausgestaltung der Kontaktfeder selbst
als Schnappglied wird direkt die schlagartige Betätigung des Überstrom®ohalters
erreicht und so daä"@ verschweissen des thermisch betätigten Kontaktes oe@hihdert:
Durch
entsprechend grosse Verformung der beweglichen Kontakt-.Leder kann-die Vorspannung
der Kontaktfeder im Ruhezustand und im ausgelösten Zustand eingestellt werden: Die
Einstellung kann dabei so erfolgen, -dass der Überstromschalter nach .dem Erkalten
der Eimetall Kontaktfeder automatisch wieder in den Ruhezustand zurückkehrt oder
dass der Überstromschalter die ausgelöste Schaltstellung beibehält. Im ersten Fall
ist die durch die Verformung der Bimetall-Kontaktfeder erzeugte Köntaktvorspannung
kleiner als die durch die Bimetall-Kontaktfeder beim Erkalten erzeugte Rückstellspannung,
während im zweiten Fall die Kontaktvorspannung diese Rückstellspannung übersteigt.-Die
Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die Seitenansicht eines thermisch betätigbaren
Überstromschalters nach der Erfindung, Fig. 2 die Draufsicht auf den Überstromschalter
nach Fig. 1 und Fig3 eine bevorzugte Ausgestaltung einer Bimetall-Kontaktfeder für
einen Überstromschalter nach der Erfindung.
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Wie- die Fig. 1 und die Fig. 2 erkennen lassen, trägt die Grundplatte
1 den Anschluss 2 für den ortsfesten Gegenkontakt 3 -und den Anschluss 11 für die
Heizwicklung 7, die auf einem Trägerplättchen aufgebracht sein kann. Anstelle der
Heizwicklung kann. auch ein entsprechend dimensionierter Schicht- oder Drahtwiderstand
verwendet werden.
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Am anderen Ende der Grundplatte 1 ist über das Verbindungselement
9 und die Abdeckplatte 8 die bewegliche Betall-Kontaktfeder 4 gehalten und gleich
mit dem zweiten Anschluss der Heizwicklung 7 verbunden. Wie der .Anschluss 10 zeigt,
kann
diese Verbindungsstelle zwischen der Heizwicklung 7 und der beweglichen Bismetall-Kontaktfeder
4 auch beschaltet werden Die Bimetall-Kontaktfeder 4 trägt am freien Ende die Kontakte
5, die auf die ortsfesten Gegenkontakte 3 treffen.. Durch die Verformung der Bimetall-Kontaktfeder
4 ist sichergeätelltg dass die in Fig. 1 gezeigte Ruhestellung eingenommen
wird. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass die Heizwicklung 7 auf der Seite
der Bimetall-Kontaktfeder 4 angeordnet ist, die sich bei Erwärmung stärker ausdehnt.
Damit die Auf= heizung der Bimetall-Kontaktfeder 4 mit wenig Wärmeverlust verbunden
ist, kann die gesamte Anordnung in einem Gehäuse abgekapselt werden. Bevorzugt wird
dafür ein Gehäuse aus einem schlecht wärmeleitenden Material, wie z.B. Keramik.
Die Verformung der Bimetall-Kontaktfeder 4 muss bei dem Ausführungsbeispiel so gross
sein, dass die Kontaktvorspannung noch einen ausreichenden Kontaktdruck erzeugt,
auch wenn über die Heizwicklung 7 und die Bimetall-Kontaktfeder 4 der Nennstrom
fliesst und bereits eine in Richtung Auslösung wirkende Gegenspannung in der Bimetall-Kontaktfeder
4 erzeugt. Erst wenn eine grössere Belastung auftritt, übersteigt die Auslösespannung
die Kontaktvorapannung der Bimetall-Kontakt-Feder 4. Wird der Schnapppunkt der Bimetall-Kontaktfeder-4
erreicht, dann nimmt die bewegliche Kontaktfeder 4 schlagartig die in Fig. 1 gestrichelt
eingezeichnete Auslösestllung 4' ein. Der Kontakt unterbricht den geschützten Stromkreis,
so dass auch die Beheizung über die Heizwicklung 7 und die Bimetall-Kontaktfeder
4 selbst unterbleibt. Die Bimetall-Kontaktfeder 4 kühlt sich ab, wobei durch das
unterschiedliche Zusammenziehen der Schichtender Bimetall-Kontaktfeder 4 eine Rückstellapannung
entsteht, die der Kontaktvorspannung der Bimetall-Kontaktfeder 4 entgegenwirkt.
Wie noch anhand der Fig. 3 gezeigt wird, kann die Kontaktvorapannung der Bimetall-Kontaktfeder
4, die ja direkt als Schnappglied ausgebildet ist,
auf verschiedene
Werte eingestellt werden: Die Grösse dieser Kontaktvorspannung bestimmt das Schaltverhalten
des neuen Überstromschalters. Übersteigt diese gontaktvorspannung diese Rückstellspannung,
dänn behält der Überstromschalter die ausgelöste Schaltstellung bei, bis die'Bimetall-Kontaktfeder
4 durch getrennte Mittel zurizckgestellt wird. Übersteigt die Rückstellspannung
die Kontaktvorspannung, dann. schnappt nach dem Erkalten die Bimetäll-Kontaktfeder
4 automatisch wieder in die Ruhestellung, wobei der zu überwachende Stromkreis erneut
eingeschaltet wird. Die Fig.=- 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Bimetall-Kontaktfeder
4, die als Schnappglied ausgebildet ist. Die Schnappcharakteristik wird dadurch
erreicht, dass als be-, wegliehe Kontaktfeder eine durch ein Ausnehmung 4c in die
beiden Zungen 4a und 4b unterteilte Blattfeder 4 verwendet ist. Diese beiden Zungen
4a und 4b sind noch über einen verformbaren Steg 6 im: Bereich der Kontakt 5 miteinander
verbunden: Die Kontaktvorspannung ist dabei durch die Grösse der Steg-,auslenkang
einstellbar, da darüber die beiden Zungen 4a und 0 mehr oder weniger zur Mittellinie
der Blattfeder 4 verwunden und vorgespannt werden. _