DE1763764A1 - Thermische Sicherung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sinh auf eine thermische Sicherung zum Trennen zweier elektrischer Kontakte bei Erreichen einer vorgegebenen Temperatur.

Derartige thermische Sicherungen sind vielfältig bekannt. Die bekannten thermischen Sicherungen weisen jedoch bestimmte Nachteile auf, insbesondere den, dass die zu trennenden Kontakte nicht schnell genug voneinander getrennt werden, wenn eine in die Sicherung eingebaute Schmelzperle ihre Schmelztemperatur erreicht, welche zugleich die Auslösetemperatur der Sicherung ist. Bei solchen Sicherungen ist zwar gewöhnlich eine Spiralfeder zur Vorspannung eines der beiden Kontakte in Trennrichtung vorgesehen und auch ein von der Schmelzperle abgestützter Stössel zur Verriegelung der Spiralfeder in deren gespanntem Zustand, doch wäre es wünschenswert, dass durch das Schmelzen der Schmelzperle nur eine Halterung für die ansonsten freibewegliche Spiralfeder gegeben wäre. Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige thermische Sicherung zu schaffen, bei der zunächst ein Kontakt bezüglich des zweiten unter Federvorspannung verriegelt ist, diese Verriegelung jedoch bei Schmelzen der Schmelzperle aufgehoben wird, so dass die Sicherung bei Ansprechen die Kontakte sehr schnell auseinander gelangen

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Andere bekannte thermische Sicherungen sind für die Miniaturisierung ungeeignet, vor allem infolge ihres komjplizierten Zusammenbaues. Wieder andere bekannte thermische Sicherungen sind so kompliziert aufgebaut, dass sie nur mit erheblichen Kosten herstellbar sind. Auch diese Nachteile werden bei der thermischen Sicherung gemäss der Erfindung vermieden.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die thermische Sicherung nach der Erfindung gekennzeichnet durch einen im wesentlichen zylindrischen, an einer Stirnseite von der Schmelzperle abgestützten Stössel, durch eine im wesentlichen topfförmige, bodenseitig unter dem Druck der Spiralfeder stehende und symmetrisch vor der zweiten Stirnseite des Stössels angeordnete Muffe, und durch mindestens ein Kraftübertragungsglied, das zwischen der Randkante der Muffe und der zweiten Stirnseite des Stössels angeordnet ist und bis zum Schmelzen der Schmelzperle von dem Stössel abgestützt ist, bei Schmelzen der Schmelzperle jedoch unter dem Druck der Muffe quer zur Stösselachse verschieblich ist für die Freigabe der Muffenbewegung unter Entspannung der Feder und Trennen der Kontakte.

Man erkennt, dass das Kraftübertragungsglied als eine Art Trigger wirkt, um ein schnelles Kontaktöffnen zu ermöglichen infolge der Tatsache, dass die Spiralfeder sich selbst dann frei entspannen kann. Am einfachsten ist die Konstruktion dann, wem einer der Kontakte mit der Bodenseite der Muffe fest verbunden ist und von der Spiralfeder im Abstand umgeben ist. Eine besonders günstige Kraftübertragung lässt sich dadurch erzielen, dass die zweite Stirnfläche des Stössels nach inrieh abgeschrägt und die Randkante der Muffe ebenfalls nach innen abgeschrägt ist, und dass das Kraftübertragungsglied an die Abschrägungen angepasste Gleitflächen aufweist.

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Eine besonders einfache Konstruktion lässt sich dadurch ermöglichen, dass das Kraftübertragungsglied als Kopfteil am freien Ende einer verformbaren - vorzugsweise elastisch verformbaren - Zinke ausgebildet ist. Vorzugsweise sind dann mehrere zentral symmetrisch zu dem Stössel angeordnete Zinken vorgesehen, die von einer gemeinsamen Hülse getragen werden.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Die Figuren 1 und 2 zeigen dabei jeweils einen Längsschnitt durch eine thermische Sicherung gemäss der Erfindung, und zwar vor dem Ansprechen der Sicherung (Figur 1) und nach dem Ansprechen der Sicherung (Figur 2).

Die dargestellte thermische Sicherung umfasst ein Metallgehäuse 10, dessen Länge unter zweieinhalb Zentimeter liegen kann, mit einer Fassung 12 am geschlossenen Ende, in die ein Draht 14 eingelötet ist. Das Gehäuse 10 weist eine zylindrische Bohrung 16 auf, die sich vom geschlossenen Ende bis zu dem anderen Ende des Gehäuses erstreckt, an dem die Bohrung jedoch einen etwas grösseren Durchmesser 18 besitzt, so dass eine innere Ringschulter 20 ausgebildet wird.

Ein metallischer Einsatz 22 mit einem Aussenflansch und einem Innenflansch 26 sowie mit einer Mittelöffnung 28 ist in die Bohrung in deren Bereich mit dem grösseren Durchmesser l8 eingepresst. Eine Mehrzahl von Auszackungen 30 am Ende des Gehäuses 10 ermöglicht, dass das Lot 32 den Einsatz sicher befestigen kann.

In dem Einsatz 22 befindet sich ein Isolator Jk,aus üblichem Isolierstoff in Form eines Hohlzylinders. Der Isolator 3Λ

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umschliesst einen rohrförmigen Kontakt J56, der fest im Isolator sitzt. Der rohrförmige Kontakt 36 bildet einen Sockel für den zweiten Draht 38, der in der gleichen Weise in den rohrförmigen Kontakt J>6 eingelöteöt ist, wie der Draht 14 in die Passung 12. Die öffnung des rohrförmigen Kontakts 36 gegenüber dem Draht 58 bildet eine Abschrägung 40.

Durch diese Abschrägung wird das Einsetzen des zweiten Kontaktes 42, welcher teleskopartig mit dem ersten Kontakt 36 zusammenwirkt, erleichtert. Der Kontakt 42 besitzt die Form einer zweigeteilten Kugel, wie in der Zeichnung deutlich dargestellt ist. Die beiden Halbkugeln sitzen auf den freien Enden einer Gabel 44, die durch einen Schlitz 46 voneinander getrennt sind. Der Gabelfuss seinerseits ist einstückig mit einem Pederführungsteil 48 ausgebildet, an dessen anderer Seite die topfförmige Muffe 50 sitzt. Das FederfUhrungsteil 48 besitzt einen geringeren Durchmesser als die Muffe 50, so dass sich eine Schulter 52 ergibt. Die Muffe 50 weist eine Innenbohrung 54 auf, die leicht zum Beispiel durch Fräsen herstellbar ist. Rings um den Randkantenumfang des offenen Endes der Muffe 50 ist ein Wulst 56 angeordnet, der sich gegen die Innenfläche des Gehäuses 10 abstützt. Die Randkante der Muffe 50 besitzt auf ihrer Innenseite dagegen eine abgeschrägte Fläche 58. Eine Spiralfeder 59 ist im zusammengedrückten Zustand zwischen dem Innenflansch P6 -welcher unbeweglich ist - und der Schulter 52 angeordnet; das bedeutet, dass die Muffe dauernd unter einer nach links,also in Trennrichtung der Kontakte,gerichteten Vorspannung steht.

Einstückig mit einer festen Hülse 62 ausgebildet sind federnde Zinken 60: die Hülse weist eine zylindrische Bohrung 64 auf. Es sind vier solcher Zinken vorgesehen, von denen allerdings in der Zeichnung nur zwei erkennbar sind. Grundsätzlich ist aber die Anzahl der Zinken unkritisch. Die freien Enden

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oder Kopfteile 66 der Zinken 60 bilden das in der Einleitung erwähnte KraftUbertragungsglied. Jedes der Kopfteile besitzt eine der Abschrägung 58 der Muffenrandkante entsprechende Abschrägung 68, auf die unter Wirkung der Feder 59 die Muffenabschrägung drückt. Um die Aufgabe der Kraftübertragung zu bewältigen, weisen die Kopfteile 66 ihrerseits auf ihrer Innenseite eine Abschrägung 70 auf. Es sei erwähnt, dass die Zinken 60 ursprünglich die in Figur 2 gezeigte Stellung einnehmen und aus Federmaterial hergestellt sind. Die Zinken stehen also in der in Figur 1 gezeigten Stellung unter erheblicher Vorspannung, die die Kopfteile 66 nach innen zu bewegen sucht.

Diese Bewegung nach innen wird jedoch verhindert.durch einen längsverschiebbaren Stössel 72, dessen abgeschrägtes Ende 74 gegen die jeweiligen Abschrägungen 70 der Kopfteile 66 drückt und damit die Zinken 60 in ihrer nach auswärts gerichteten Stellung hält, die in Figur 1 dargestellt ist. Der Stössel 72 besitzt einen Führungsflansch 76 von nur wenig kleinerem Durchmesser als die Bohrung 64 der Hülse 62, so dass der Stössel 72 in Längsrichtung geführt wird.

Das andere Ende des Stössels 72 mit dem Bezugszeichen stützt sich direkt auf eine Schmelzperle 80, beispielsweise aus Indium, dessen Schmelzpunkt bei etwa 155°C liegt. Je nach der Alisprechtemperatur kann die Schmelzperle auch aus einem anderen Material bestehen. Die Schmelzperle 80 befindet sich in einem Sackloch 8? in der Fassung 12 der Sicherung: man erkennt, dass der Durchmesser des Stössels 72 merkbar kleiner ist als der Durchmesser des Sackloechs 82, so dass das geschmolzene Material ohne v/eiteres ausweichen kann.

Nachfolgend soll der Zusammenbau der erfindungsgemässen Sicherung beschrieben werden, und man wird aus der Beschreibung entnehmen können, wie einfach dieser Zusammenbau ist.

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Zunächst wird die Schmelzperle 80 bei Vertikalstellung des Gehäuses 10 in das Sackloch 82 eingebracht, und zwar von dem dann noch offenen anderen Ende des Gehäuses 10. Durch das gleiche Offene Ende kann der Stössel 72 eingesetzt werden und nach ihm die Hülse 62 mit den federnden Zinken 60. Danach wird die Muffe 50 in das Gehäuse 10 geschoben. Die Feder 59 wird dann eingesetzt, so dass ihr eines Ende das FederfUhrungsteil umschlingt. Der Einsatz 22 wird mit dem Isolator }4 und dem rohrförmigen Kontakt 36 als Baugruppe schon vorher zusammengefügt und dann als Einheit in das offene Ende des Gehäuses 10 eingelötet. Damit sind der Einsatz und die mit ihm verbundenen Teile sicher in dem Gehäuse 10 ortsfest verankert. Die Abschrägung 40 am rohrförmigen Kontakt 36 erleichtert das Einführen des Kugelkontakt 42, wobei der Schlitz 46 ein leichtes Zusammendrücken der Kugelkontakthälften 42 ermöglicht, wobei sich ein guter elektrischer Kontakt zum rohrförmigen Kontakt 36 ergibt.

Die Funktion der Sicherung gemäss der Erfindung soll nachstehend kurz erläutert werden. Wenn die Schmelzperle 80 genügend erwärmt wird, schmilzt sie und kann nicht mehr ein Verschieben bzw. eine Längsbewegung des Stössels 72 abfangen. Da die Zinken 60 nach innen vorgespannt sind in Richtung auf die in Figur 2 dargestellte Lage, ist die für die Bewegung des Stössels 2 in Richtung auf das Sackloch 82 erforderliehe Kraft gegeben. Dor Zwischenraum zwischen der Wandung des Sacklochs 8? und dem Stössel 72 lässt das geschmolzene Material entweichen. Man erkennt, dass die Schmelzperle 80 nicht vollkommen durchgeschmolzen sein muss, um die Kontakttrennung zu bewirken, sondern dass schon dann wenn genug Schmelzperlenmaterial aus dem Sackloch ß2 in den Ringraum zwischen dem Stössel und dem Sackloch eingetreten ist, dass die Zinken 60 den Stössel etwas verschieben können, die Muffe ^c30 nicht mehr länger gebremst wird. Wenn dies geschieht, treibt die Spiralfeder 59 sofort die Muffe 50

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in Längsrichtung nach links, so dass die Kontakte 42 und 36 schnell auseinandergezogen bzw. getrennt werden. Die Entspannung der Feder 59 erfolgt in einer Richtung, die die Verschiebung des Stössels 72 unterstützt, wobei die Kopfteile 66 der Zinken mit ihren Abschrägungen als Kraftübertragungsglieder dienen. Die Bohrung 54 der Muffe 50 bildet einen Hohlraum, in dem die Zinken 60 Platz finden, wenn die Muffe 50 sich nach links in die in Figur 2 gezeigte Stellung bewegt. Das Fussteil 64 der Hülse 6? kann ggf. als Anschlag für die Muffe dienen. In jedem Fall vird der Kugelkontakt 42 vollständig aus dem Rohrkontakt 36 herausgezogen, so dass der vorher bestehende Stromkreis vom Dreht 14 über das Gehäuse 10,die Hülse 62, Zinken 60, Muffe 50, Gabel 44 zu den Kontaktkugeln 42 über den rohrförmigen Kontakt J-f zum Draht ~58 unterbrochen wird.

Patentansprüche

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Claims (1)

1. - 8 Patentansprüche

   ( 1 .J Thermische Sicherung zum Trennen zweier elektrischer Kontakte bei Erreichen der Schmelztemperatur einer in der Sicherung eingebauten Schmelzperle mit einer Spiralfeder zur Vorspannung eines der beiden Kontakte in Trennrichtung und mil einem von der Schmelzperle abgestützten Stössel zur Verriegelung der Spiralfeder in deren gespanntem Zustand bis zum Schmelzen der Schmelzperle, gekennzeichnet durch einen im wesentlichen zylindrischen, an einer Stirnseite (78) von der Schmelzperle (80) abgestützten Stössel (72), durch eine im wesentlichen topfförmige, bodenseitig unter dem Druck der Spiralfeder (59) stehende und symmetrisch vor der zweiten Stirnseite (74) des Stössels angeordnete Muffe (50), und durch mindestens ein Kraftübertragungsglied (66), das zwischen der Randkante (58) der Muffe und der zweiten Stirnseite des Stössels angeordnet ist und bis zum Schmelzen der Schmelzperle von dem Stössel abgestützt ist, bei Schmelzen der Schmelzperle jedoch unter dem Druck der Muffe quer zur Stösselachse verschieblich ist für die Freigabe der Muffenbewegung unter Entspannung der Feder und Trennen der Kontakte (36, 4?).

   2. Thermische Sicherung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Kontakte (42) mit der Bodenseite (52) der Muffe (50) fest verbunden ist und von der Spiralfeder (59) im Abstand umgeben ist. . ■ , .

   J). Thermische Sicherung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stirnfläche (74) des Stössels (72) nach innen abgeschrägt ist, dass die Hmdkante (¹Jp) der Muffe ebenfalls nach innen abgeschrägt ist, und dass das Kraftüberträgungsg] ied (66) an die Abschrägungon C74, 58) angepasste-

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   Gleitflächen (70, 68) aufweist.

   4. Thermische Sicherung nach Anspruch 1 oder 3* dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungsglied (66) der Kopfteil am freien Ende einer verformbaren Zinke (60) ist.

   5. Thermische Sicherung nach dem Anspruch 4, dadurch

   gekennzeichnet, dass mehrere, zentralsymmetrisch zu dem Stössel ^ (72) angeordnete Zinken (60) vorgesehen sind, die von einer Hülse (62) getragen sind.

   6. Thermische Sicherung nach dem Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung (64) der Hülse (62) als Führung für den Stössel (72) ausgebildet ist und dass der Stössel einen Führungsflansch (76) aufweist.

   7. Thermische Sicherung nach dem Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser der Hülse (62) kleiner ist als der Innendurchmesser des Muffentopfteils (54).

   8. Thermische Sicherung nach den Ansprüchen 5 oder 7, M dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (62) ein Fussteil (64) als Anschlag für die Randkante (58) der Muffe aufweist.

   9. Thermische Sicherung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung (l6) eines Sicherungsgehäuseteils (10) als Führung für die Muffe (50) ausgebildet ist.

   10. Thermische Sicherung nach dem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zinke (60) elastisch verformbar ist.

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