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Die Erfindung bezieht sich auf einen Schutzschalter mit einer Anzahl von in einem Gehäuse angeordneten Funktionsteilen.
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Bei der Herstellung von einpoligen oder mehrpoligen Schutzschaltern mit oder ohne üblicherweise durch ein Bimetall realisierten thermischen Schutz werden zunächst dessen einzelnen Bauteile gefertigt, bevor diese in ein Schaltergehäuse nacheinander eingesetzt werden. Diese Art der Herstellung ist besonders aufwändig und eignet sich nicht oder nur begrenzt zur automatischen Fertigung oder Bauteilbestückung der Schutzschalter.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders effektiven, insbesondere mit einem hohen Automatisierungsgrad herstellbaren Schutzschalter anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Bezüglich eines zweipoligen Schutzschalters mit vier in einem Gehäuse angeordneten Kontaktanschlüssen, die von einem Gehäusesockel gemeinsam umspritzt sind, sind erfindungsgemäß die Kontaktanschlüsse in einer Ebene nebeneinander liegend angeordnet.
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Dazu wird ein eine Anzahl von Funktionsteilen mindestens eines Schutzschalters miteinander verbindender Metallstreifen mit einem Gehäusesockel des Schutzschalters umgespritzt. Anschließend wird der Metallstreifen an einer schalterspezifischen Anzahl von Trennstellen aufgetrennt. Dabei wird unter Metallstreifen eine Anzahl von zusammenhängenden Funktionsteilen verstanden, die Bauteile für den Schutzschalter darstellen.
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Bei der Herstellung des Schutzschalters wird zunächst ein Metallstreifen mit an diesem miteinander verbundenen, dem Schutzschalter zugeordneten Funktionsteilen derart umspritzt, dass eine gebildete Spritzform als Gehäusesockel die Funktionsteile teilweise umgibt. Beim Umspritzen des Metallstreifens sind Aussparungen vorgesehen, an denen der Metallstreifen nach Austrocknung des Gehäusesockels aufgetrennt wird und somit die Funktionsteile des Schutzschalters voneinander getrennt werden. Zur Endmontage des Schutzschalters wird der Gehäusesockel unter Bildung eines geschlossenen Schutzschaltergehäuses verschlossen, zweckmäßigerweise mit einer Gehäusekappe. Dies dient insbesondere zum Schutz der Funktionsteile des Schutzschalters.
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Die Umspritzung des Metallstreifens erfolgt zweckmäßigerweise mittels eines Formwerkzeuges. Die Auf- und/oder Abtrennung der Funktionsteile am bzw. vom Metallstreifen erfolgt mittels eines hierfür geeigneten Schneidwerkzeuges. Das Formwerkzeug weist Formelemente auf, die im gespritzten Gehäusesockel oder Sockelspritzteil an solchen Stellen die Aussparung oder Ausnehmung bildet, an denen über die jeweilige Ausnehmung ein Schneidwerkzeug zur Auftrennung eines Verbindungsstegs des Metallstreifens an die jeweilige Trennstelle zwischen den entsprechenden Funktionsteilen zu deren galvanischer Trennung oder elektrischer Isolierung herangeführt werden kann. Zur Bereitstellung des gewünschten Schutzschalters oder -typs wird beispielsweise nur eine bestimmte Trennstelle aufgetrennt, während an einer anderen Trennstelle keine Auftrennung erfolgt.
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In vorteilhafter Ausgestaltung sind am Metallstreifen für den Schutzschalter eine Anzahl von, insbesondere vier, unbeweglichen Funktionsteilen vorgesehen, die als Anschlusskontakte für einen mehrpoligen Anschluss des Schutzschalters ausgebildet sind. Ein einpoliger Schutzschalter wird dann durch Abtrennen zweier Anschlusskontakte hergestellt.
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In zweckmäßiger Weiterbildung wird der Fertigungsschritt des Umspritzens des Metallstreifens für mehrere Schutzschalter gleichzeitig durchgeführt. Dazu ist das Formwerkzeug so ausgebildet, dass eine Anzahl von nebeneinander angeordneten und dabei aneinander gereihten Metallstreifen mit jeweils einem korrespondierenden Gehäusesockel gleichzeitig umspritzt werden. Nach Austrocknung der Spritzform werden die miteinander verbundenen und mit den Gehäusesockeln versehenen Metallstreifen separiert. Anschließend werden die Funktionsteile innerhalb der einzelnen Metallstreifen aufgetrennt. Die Auftrennung der Funktionsteile kann auch zeitlich vor der Abtrennung der einzelnen Metallstreifen erfolgen.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Verwendung eines Metallstreifens mit aneinander gereihten Funktionsteilen eines Schutzschalters bei dessen Herstellung eine erhebliche Kostenreduzierung durch Zeitersparnis erreicht wird. Des Weiteren können in einfacher Weise mehrere Schutzschalter gleichzeitig gefertigt werden, indem nebeneinander angeordnete oder aneinander gereihte Metallstreifen mit den jeweiligen Funktionsteilen gleichzeitig umspritzt werden. Die Auftrennung der mit den Gehäusesockeln umspritzten Metallstreifen in einzelne Schutzschalterbausteine erfolgt durch Auftrennung zwischen den Metallstreifen, ähnlich der Auftrennung der zu separierenden Funktionsteile innerhalb eines Metallstreifens.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 einen Metallstreifen mit miteinander verbundenen Funktionsteilen eines Schutzschalters,
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2 einen die Funktionsteile gemäß 1 tragenden Gehäusesockel,
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3 mehrere aneinander gereihte Metallstreifen gemäß 1,
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4 einen Schutzschalter gemäß 1 mit thermischem Schutz im Montageendzustand ohne Gehäusekappe, und
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5 den Schutzschalter nach 4 mit Gehäusekappe.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt einen Metall- oder Kontaktblechstreifen Mm mit in dem dargestellten Fertigungsschritt bereits aus einem Stanz- oder Kontaktblech durch Schneid-, Stanz- und/oder Biegearbeiten herausgeformten Funktionsteilen Fn eines Schutzschalters 1. Die Funktionsteile Fn stellen im Wesentlichen Kontaktanschlüsse F1 bis F4 dar, mit welchen der Schutzschalter 1 an externe Stromkreise anschließbar ist.
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Weitere Funktionsteile Fn des Schutzschalters 1 sind ein nachfolgend auch als Stützelement bezeichnetes Zwischenstück F5 und ein Justierelement F6. Das Zwischenstück F5 und das Justierelement F6 sind vorliegend mit dem Kontaktanschluss F3 über jeweils eine in den Metallstreifen Mm eingeformte stegartige Trennstelle 2 bzw. 3 verbunden. Die Kontaktanschlüsse F1 und F2 tragen – vorzugsweise an abgewinkelten oder abgekröpften – Kontaktenden jeweils ein Kontaktelement 4 bzw. 5.
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Die innerhalb des Metallstreifens Mm aneinander gereihten und dabei zweckmäßigerweise in einer Ebene nebeneinander liegend angeordneten Kontaktanschlüsse F1 bis F6 sind in dem dargestellten Fertigungsschritt über Trennstellen 6 miteinander verbunden. Die beiden äußeren Kontaktanschlüsse F1 und F4 sind über weitere Trennstellen 7 mit einem Streifenabschnitt 8 des Metallstreifens Mm verbunden, so dass die Kontaktanschlüsse F1 bis F4 und über diese die Funktionsteile Fn von dem Streifenabschnitt 8 noch in der vorliegenden Position gehalten sind.
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Dieser Streifenabschnitt 8 ist Teil einer in 3 gezeigten übergeordneten Metallstreifeneinheit 9 mit beispielsweise m = 4 gleichen Metallstreifen Mm. 1 zeigt somit einen einzelnen dieser nebeneinander liegenden oder aneinander gereihten Metallstreifen Mm, der bereits von der übergeordneten Metallstreifeneinheit 9 abgetrennt oder aus dieser herausgeschnitten ist.
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2 zeigt den mit einem Gehäusesockel 10 umspritzten Metallstreifen Mm. Der Gehäusesockel 10 umfasst ein Sockelteil 11 und ein daran zumindest annähernd senkrecht oder rechtwinklig angeformtes Basisteil 12. Das Sockelteil 11 hält dabei die Kontaktanschlüsse F1 bis F4 in der dargestellten Position und jeweils beabstandet zueinander. Im Anschluß an die Umspritzung der Funktionsteile Fn werden die Trennstellen 6 zwischen den Kontaktanschlüssen F1 bis F4 aufgeschnitten und somit durchtrennt. Ebenso werden die Trennstellen 7 zwischen den beiden äußeren Kontaktanschlüssen F1 und F4 im Anschluß an die Umspritzung mit dem Gehäusesockel 10 durchtrennt. Nach der Durchtrennung oder Auftrennung der Trennstellen 7 sind die Kontaktanschlüsse F1 bis F4 voneinander separiert und damit galvanisch getrennt, so dass zwischen diesen keine elektrisch leitende Verbindung mehr über die Trennstellen 6 und 7 besteht.
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Der Gehäusesockel 10 weist im Bereich dessen rückwandanig ausgebildeten Basisteils 12 eine erste Wandausnehmung 13 im Bereich zwischen dem Kontaktanschluss F3 und dem Zwischenstück F5 auf. Diese Ausnehmung oder Trennöffnung 13 ist derart positioniert und ausgebildet, dass die Trennstelle 2 zwischen dem Kontaktanschluss F3 und dem Zwischenstück F5 zumindest teilweise überspannt ist. Eine zweite Ausnehmung oder Trennöffnung 14 ist im Bereich der Trennstelle 3 zwischen dem Kontaktanschluss F3 und dem Justierelement F6 angeordnet. Auch diese Trennöffnung 14 überdeckt oder überspannt die zwischen dem Justierelement F6 und dem Kontaktanschluss F3 vorgesehene Trennstelle 3 zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch wiederum vollständig.
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In der Darstellung gemäß 2 sind diese beiden Trennstellen oder -stege 2 und 3 bereits durchtrennt. Dies ist ersichtlich aus den in Folge des Durchtrennens der Trennstellen 2 und 3 verbleibenden Trennvorsprünge 15.
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Bei der Herstellung mehrerer Schutzschalter 1 wird die in 3 gezeigte, als Halbzeug bereits vorgefertigte Metallstreifeneinheit 9 in ein Formwerkzeug eingelegt und mit den Gehäusesockeln 10 umspritzt. Auch können in einem Fertigungsschritt die einzelnen Metallstreifen Mm bereits von der Metallstreifeneinheit 9 abgetrennt worden sein. Nach Umspritzen der Metallstreifen Mm bzw. der Metallstreifeneinheit 9 mit den Gehäusesockeln 10 werden die Trennstellen 7 geöffnet oder durchtrennt.
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Bei einer Variante des Schutzschalters 1 ohne thermischen Schutz ist ein Durchtrennen der Trennstellen 2 und/oder 3 nicht erforderlich, so dass dann bei betriebsmäßigem Einsatz des Schutzschalters 1 der Strom direkt vom Kontaktanschluss F3 auf das Zwischenstück F5 fließen kann. Eine einpolige Schaltervariante eines Schutzschalters 1 wird erreicht durch Entfernen der Kontaktanschlüsse F2 und F4. Ein zweipoliger Schutzschalter 1 weist die vier vom Gehäusesockel 10 gemeinsam umspritzten Kontaktanschlüsse F1 bis F4 auf. Dabei sind die Kontaktanschlüsse F1 bis F4 in einer Ebene nebeneinander liegend und somit plan zueinander angeordnet.
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Bei einer Schaltervariante in Form eines mehrpoligen Schutzschalters 1 mit thermischem Schutz werden die Trennstellen 2 und 3 durchtrennt. In diesem Bereich ist dann ein Bimetall 17 angeordnet, wie dies aus 4 ersichtlich ist. Zudem sind an das Zwischenstück F5 eine Kontaktfeder 18 und an den Kontaktanschluss F4 eine Kontaktfeder 19 elektrisch leitend angebracht. Die Kontaktfedern 18 und 19 stehen freiendseitig in Überdeckung mit den Kontaktelementen 4 und 5 der Kontaktanschlüsse F1 bzw. F2.
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Zur Justierung des Bimetalls 17 dient das Justierelement F6. Hierzu ist das Justierelement F6 über eine Justieröffnung 20 im Basisteil 11 zugänglich. Die Justieröffnung 20 und die Trennöffnung 14 können dabei ineinander übergehen, wie dies in 2 dargestellt ist.
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Eine mit einer Spiralfeder 21 federbelastete Schaltwippe 22 ist drehbeweglich gehalten auf einer Drehachse 23, die an das Basisteil 12 des Gehäusesockels 10 angeformt ist. Die Schaltwippe 22 ermöglicht nach Art eines Handauslösers sowohl das manuelle Einschalten als auch ein manuelles Ausschalten des Schutzschalters 1.
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Ein mit dem Bimetall 17 gekoppelter Schieber 24 ist in einer langlochartigen Ausnehmung 25 des Gehäusesockels 17 schiebebeweglich geführt (2). Mittels des Schiebers 24 werden durch Einschalten des Schutzschalters 1 über die Schaltwippe 22 die Kontakte zwischen den Kontaktfedern 18, 19 und den Kontakten 4 bzw. 5 geschlossen. Im Falle einer Überstromauslösung wird in Folge einer Erwärmung des Bimetalls 17 dieses ausgebogen mit der Folge, dass der Schieber 24 um dessen Schieberlängsachse verdreht und damit die Kontakte 4, 18 bzw. 5, 19 geöffnet werden. Gleichzeitig bewegt sich die im Einschaltzustand bei geschlossenen Kontakten 4, 18 und 5, 19 vorzugsweise verrastete Schaltwippe 22 in die dargestellte Ausschaltstellung.
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4 zeigt den Schutzschalter 1 mit einer auf den Gehäusesockel 10 aufgerasteten Gehäusekappe 26. Aus dem die Gehäusekappe 26 und den Gehäusesockel 10 gebildeten Gehäuse des Schutzschalters 1 stehen unter- oder bodenseitig die Kontaktanschlüsse F1 bis F4 in einer Ebene nebeneinander liegend und somit miteinander fluchtend heraus. Die Gehäusekappe 26 weist oberseitig eine Gehäuseöffnung 27 auf, in der die als Betätigungselement dienende Schaltwippe 22 dreh- oder schwenkbeweglich montiert ist. An der Gehäusekappe 26 vorgesehene Rastelemente 28 dienen zur Verrastung und somit zur Fixierung des Schutzschalters 1 in einer Einbau- oder Montageöffnung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schutzschalter
- 2, 3
- Trennstelle/-steg
- 4, 5
- Kontaktelement
- 6, 7
- Trennstelle/-steg
- 8
- Streifenabschnitt
- 9
- Metallstreifeneinheit
- 10
- Gehäusesockel
- 11
- Sockelteil
- 12
- Basisteil
- 13, 14
- Trennöffnung
- 15, 16
- Trennvorsprung
- 17
- Bimetall
- 18, 19
- Kontaktfeder
- 20
- Justieröffnung
- 21
- Spiralfeder
- 22
- Schaltwippe
- 23
- Drehachse
- 24
- Schieber
- 25
- Ausnehmung
- 26
- Gehäusekappe
- 27
- Gehäuseöffnung
- 28
- Rastelement
- Fn
- Funktionsteil
- F1-4
- Kontaktanschluss
- F5
- Zwischenstück
- F6
- Justierelement
- Mm
- Metallstreifen
