DE202013007287U1

DE202013007287U1 - breaker

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Publication number: DE202013007287U1
Application number: DE202013007287.3U
Authority: DE
Original assignee: Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Current assignee: Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Priority date: 2013-08-15
Filing date: 2013-08-15
Publication date: 2014-11-20
Anticipated expiration: 2023-08-16

Abstract

Schutzschalter (2), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zur Absicherung eines Stromkreises gegen Überströme umfassend ein thermisches Schaltelement (16, 20, 22) sowie zwei Kontakte (12, 14, 32), nämlich einen Schaltkontakt (12) und einen Gegenkontakt (14, 32), die in einer Kontaktstellung elektrisch leitend miteinander verbunden sind, wobei das thermische Schaltelement (16, 20, 22) zum Trennen der Kontakte (12, 14, 32) in einem Auslösefall bei einer Erwärmung infolge eines Überstroms ausgebildet ist und wobei die Kontakte (12, 14, 32) mit Hilfe eines Haltemechanismusses (8, 10) in der Kontaktstellung bis Erreichen eines vorgegebenen Kraftschwellwerts gehalten sind, der von einer Trennkraft des thermischen Schaltelements (16, 20, 22) im Auslösefall überwunden wird, so dass ein schlagartiges Überführen der Kontakte (12, 14, 32) von der Kontaktstellung in eine Trennstellung erfolgt.Circuit breaker (2), in particular for a motor vehicle, for protecting a circuit against overcurrents comprising a thermal switching element (16, 20, 22) and two contacts (12, 14, 32), namely a switching contact (12) and a counter contact (14, 32), which are connected to one another in an electrically conductive manner in a contact position, the thermal switching element (16, 20, 22) for separating the contacts (12, 14, 32) being formed in the event of tripping when heated as a result of an overcurrent, and wherein the contacts (12, 14, 32) are held in the contact position by means of a holding mechanism (8, 10) until a predetermined force threshold value is reached, which is overcome by a separating force of the thermal switching element (16, 20, 22) in the event of tripping, so that an abrupt The contacts (12, 14, 32) are transferred from the contact position into a disconnected position.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schutzschalter, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zur Absicherung eines Stromkreises gegen Überströme.The invention relates to a circuit breaker, in particular for a motor vehicle, to protect a circuit against overcurrents.

In vielen technischen Bereichen werden zum Schutz von Stromkreisen gegen Überströme sogenannte Schmelzsicherungen als Sicherungselemente eingesetzt. So dienen derartige Schmelzsicherungen im Bereich der Automobilindustrie beispielsweise zur Absicherung des Bordnetzes oder Teilen hiervon, wobei mit Hilfe von sogenannten Gerätesicherungen elektronische Komponenten abgesichert werden, wohingegen zum Schutz der elektrischen Leitungen des Bordnetzes sogenannte Leitungsschutzschalter verwendet werden. Häufig sind die Gerätesicherungen und die Leitungsschutzschalter dabei im Wesentlichen identisch aufgebaut und unterscheiden sich lediglich hinsichtlich der Auslösebedingungen, also insbesondere bei welchem Überstromstärkewert die jeweilige Schmelzsicherung auslöst.In many technical areas so-called fuses are used as security elements to protect circuits against overcurrents. Thus, such fuses in the automotive industry, for example, to secure the electrical system or parts thereof, with the help of so-called device fuses electronic components are hedged, whereas so-called circuit breakers are used to protect the electrical wiring of the electrical system. Frequently, the device fuses and the circuit breaker are essentially identical in construction and differ only in terms of the tripping conditions, ie in particular at which overcurrent value the respective fuse triggers.

Nachteilig bei solchen Schmelzsicherungen ist der Umstand, dass diese nach einem Auslösen beschädigt und damit unbrauchbar sind, so dass ein Austauschen der betroffenen Schmelzsicherungen notwendig ist. Dies stellt insbesondere dann ein Problem dar, wenn sich ein entsprechendes Sicherungselement nicht ohne Weiteres in einem gut zugänglichen Bereich positionieren lässt, da in solchen Fällen ein Austausch im Bedarfsfall mit einem hohen Aufwand verbunden ist.A disadvantage of such fuses is the fact that they are damaged after tripping and thus unusable, so that replacement of the affected fuses is necessary. This is particularly a problem when a corresponding fuse element can not be easily positioned in an easily accessible area, since in such cases, an exchange in case of need is associated with high costs.

Eine alternative Lösung stellen sogenannte Bimetallschalter dar, die sich im Falle eines Überstromes erwärmen und infolgedessen verformen, wobei durch die Verformung ein mittels des Bimetallschalters gesicherter Stromkreis unterbrochen wird. Solche Bimetallschalter wirken typischerweise als reversible Sicherungselemente, da die Bimetallschalter nach der Unterbrechung des Stromkreises wieder abkühlen, infolgedessen in ihre Ausgangsstellung zurück kehren und dabei den Stromkreis wieder schließen. Der wesentliche Nachteil derart gestalteter Sicherungselemente besteht darin, dass Bimetallschalter typischerweise relativ träge sind, da sie sich nur allmählich verformen. Im Falle von Sicherungselementen ist jedoch typischerweise gerade eine rasche oder schlagartige Reaktion für den Fall erwünscht, dass ein Überstrom auftritt oder eine vordefinierte Auslösebedingung erfüllt ist.An alternative solution is so-called bimetal switch, which heat up in the event of overcurrent and deform as a result, with the deformation of a secured by means of the bimetallic circuit is interrupted. Such bimetallic switches typically act as reversible fuse elements since the bimetallic switches cool again after the circuit is cut, consequently returning to their initial position, closing the circuit again. The main drawback of such designed fuse elements is that bimetallic switches are typically relatively sluggish, as they deform only gradually. However, in the case of fuse elements, it is typically desirable to have a quick or abrupt response in the event of an overcurrent occurring or a predefined trip condition is met.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine alternative Ausgestaltung für einen Schutzschalter anzugeben.Based on this, the present invention seeks to provide an alternative embodiment of a circuit breaker.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Schutzschalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den rückbezogenen Ansprüchen enthalten.This object is achieved by a circuit breaker with the features of claim 1. Preferred developments are contained in the dependent claims.

Ein entsprechender Schutzschalter ist als Unterbrecher ausgebildet und dient zur Absicherung eines Stromkreises gegen Überströme. Er ist insbesondere für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug vorgesehen. Dementsprechend ist ein solcher Schutzschalter bevorzugt für Kraftfahrzeug-Bordnetze ausgelegt, wobei die genauen Auslösebedingungen, unter denen der jeweilige Schutzschalter den zu schützenden Stromkreis unterbricht, wesentlich davon abhängt, ob der jeweilige Schutzschalter als Gerätesicherung oder als Leitungsschutzschalter ausgebildet ist. Der Schutzschalter ist typischerweise für eine Unterbrechung eines Stromkreises bei Auftreten eines Überstroms größer mehreren Ampere ausgebildet.A corresponding circuit breaker is designed as a breaker and serves to protect a circuit against overcurrents. It is intended in particular for use in a motor vehicle. Accordingly, such a circuit breaker is preferably designed for motor vehicle electrical systems, wherein the precise tripping conditions under which the respective circuit breaker interrupts the circuit to be protected, essentially depends on whether the respective circuit breaker is designed as a device fuse or circuit breaker. The circuit breaker is typically designed to interrupt a circuit when an overcurrent of greater than several amperes occurs.

Dabei umfasst ein hier vorgestellter Schutzschalter ein thermisches Schaltelement, welches beispielsweise durch einen einfachen leisten- oder balkenförmigen Bimetallstreifen realisiert sein kann, so wie zwei Kontakte, nämlich einen Schaltkontakt und einen Gegenkontakt, die in einer Kontaktstellung elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Das Schaltelement ist insbesondere zum reversiblen Trennen der Kontakte in einem Auslösefall bei einer Erwärmung in Folge eines Überstroms ausgebildet. Die Kontakte sind mit Hilfe eines Haltemechanismusses in der Kontaktstellung bis Erreichen eines vorgegebenen Kraftschwellwertes gehalten sind, der von einer Trennkraft des thermischen Schaltelements im Auslösefall überwunden wird, so dass hierdurch ein schlagartiges Überführen der Kontakte von einer Kontaktstellung in eine Trennstellung erfolgt.In this case, a circuit breaker presented here comprises a thermal switching element, which may be realized for example by a simple strip or bar-shaped bimetallic strip, such as two contacts, namely a switching contact and a mating contact, which are electrically conductively connected to each other in a contact position. The switching element is designed in particular for the reversible separation of the contacts in a triggering case when heated as a result of an overcurrent. The contacts are held by means of a holding mechanism in the contact position until a predetermined force threshold is reached, which is overcome by a separation force of the thermal switching element in the event of triggering, thereby resulting in a sudden transfer of the contacts from a contact position to a release position.

Das Grundprinzip, nach dem ein hier vorgestellter Schutzschalter arbeitet, lässt sich hierbei am Beispiel eines Bimetallstreifens besonders einfach nachvollziehen. Wird ein Strom durch den Bimetallstreifen geleitet, so wird im Bimetallstreifen Wärme generiert. Bei ausreichend großer Stromstärke bedingt dies eine signifikante Temperaturerhöhung im Bimetallstreifen und infolgedessen, nach an sich bekanntem Prinzip, eine Verformung desselbigen. Die Verformung ruft dabei eine Kraftwirkung im Bimetallstreifen hervor, die sich allmählich aufbaut, wobei der Betrag der wirkenden Kraft über einen relativ großen Bereich hinweg proportional zur Temperatur und letztlich auch zur Stromstärke des durch den Bimetallstreifen geleiteten Stroms ist.The basic principle according to which a circuit breaker presented here works is particularly easy to understand using the example of a bimetallic strip. If a current is passed through the bimetallic strip, heat is generated in the bimetallic strip. With a sufficiently large current, this causes a significant increase in temperature in the bimetallic strip and consequently, according to a principle known per se, a deformation of the same. The deformation causes a force in the bimetallic strip, which builds up gradually, wherein the amount of the acting force over a relatively large range is proportional to the temperature and ultimately to the current of the bimetallic strip conducted current.

Über den Haltemechanismus wirkt eine Gegenkraft auf den Bimetallstreifen, so dass der Bimetallstreifen, der in diesem Beispiel das thermische Schaltelement bildet, in seiner Ausgangsposition verharrt und der Schutzschalter geschlossen bleibt. Der Haltemechanismus ist dabei derart gestaltet, dass für die Gegenkraft, die dieser Haltemechanismus aufbringt, eine Obergrenze konstruktiv festgelegt ist, bis zu der eine Verformung des Bimetallstreifens durch den Haltemechanismus verhindert wird, also bis zu der der Bimetallstreifen vom Haltemechanismus festgehalten wird. Wird die Temperatur im Bimetallstreifen nun durch eine Durchleitung eines ausreichend großen Stroms so weit erhöht, dass die im Bimetallstreifen wirkende Kraft größer ist, als die durch den Haltemechanismus vorgegebene Obergrenze für die Gegenkraft, so fällt die Gegenkraft schlagartig oder sprunghaft weg und infolgedessen verformt sich auch der Bimetallstreifen schlagartig, wodurch der Schutzschalter geöffnet wird. Auf diese Weiße wird erreicht, dass der Schutzschalter bei vorgegebener Auslösebedingung sprunghaft oder rasch reagiert.A holding force acts on the bimetallic strip via the holding mechanism, so that the bimetal strip, which forms the thermal switching element in this example, remains in its initial position and the circuit breaker remains closed. The holding mechanism is designed such that for the counterforce that applies this holding mechanism, an upper limit is determined constructively until to which a deformation of the bimetallic strip is prevented by the holding mechanism, that is, to which the bimetallic strip is held by the holding mechanism. If the temperature in the bimetallic strip is increased so far by passage of a sufficiently large current that the force acting in the bimetallic strip is greater than the upper limit for the opposing force given by the holding mechanism, then the opposing force abruptly or abruptly disappears and, as a result, also deforms the bimetallic strip abruptly, whereby the circuit breaker is opened. This white level ensures that the circuit breaker reacts suddenly or quickly for a given triggering condition.

Einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante des Schutzschalters entsprechend umfasst das thermische Schaltelement hierbei ein Bimetallelement, wobei das thermische Schaltelement wie zuvor erwähnt beispielsweise nach Art eines leistenförmigen Bimetallstreifens ausgebildet sein kann. Der Bimetallstreifen ist dann beispielsweise gerade ausgeführt, weist also bei typischen Umgebungstemperaturen keine nennenswerte Krümmung auf, und dient im regulären Betrieb des Stromkreises als Leiterteilstrecke im Stromkreis. Hierdurch lässt sich, in Anlehnung an einen einfachen Bimetallschalter, ein reversibel arbeitender Schutzschalter realisieren, der nach einer gewissen Zeit nach einem Auslösen den Stromkreis automatisch wieder schließt.According to an advantageous embodiment variant of the circuit breaker, the thermal switching element in this case comprises a bimetallic element, wherein the thermal switching element as mentioned above, for example, may be designed in the manner of a strip-shaped bimetallic strip. The bimetallic strip is then straight, for example, so it has no appreciable curvature at typical ambient temperatures, and is used in regular operation of the circuit as a conductor sub-circuit in the circuit. This makes it possible to implement, based on a simple bimetal switch, a reversibly operating circuit breaker, which automatically closes the circuit after a certain time after a trip.

Alternativ umfasst das thermische Schaltelement ein Multilagen-Bimetallelement, welches aus mehreren Bimetallstreifen aufgebaut ist, die sowohl gleichartig als auch unterschiedlich ausgeführt sein können und die beispielsweise durch Warmheizen stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Dementsprechend handelt es sich bei einem Multilagen-Bimetallelement um eine Art Komposit-Bimetall, wobei jeder einzelne Bimetallstreifen einen eigenen thermisch bedingten Effekt zeigt, der zu einer Effekt-Kaskade im Multilagen-Bimetallelement beiträgt. Durch einen geeigneten Aufbau überlagern sich in Abhängigkeit der Orientierungen der aktiven und passiven Komponenten die Kraftwirkungen der einzelnen Bimetallstreifen konstruktiv oder destruktiv. Hierdurch lässt sich für das Multilagen-Bimetallelement ein gewünschter Kraft-Temperatur-Verlauf relativ frei vorgeben und somit die Kraft-Weg-Abhängigkeit einstellen.Alternatively, the thermal switching element comprises a multilayer bimetallic element, which is constructed of a plurality of bimetallic strips, which can be performed both similar and different and which are connected to each other, for example, by heat-cohesive. Accordingly, a multilayer bimetallic element is a type of composite bimetal, with each individual bimetallic strip exhibiting its own thermal effect contributing to an effect cascade in the multilayer bimetallic element. By means of a suitable structure, depending on the orientations of the active and passive components, the force effects of the individual bimetallic strips overlap constructively or destructively. As a result, a desired force-temperature curve can be set relatively freely for the multilayer bimetallic element and thus set the force-displacement dependency.

Von Vorteil ist es desweiteren, das thermische Schaltelement nach Art einer Bimetall-Schnappscheibe auszugestalten, wie sie beispielsweise aus der EP 2 282 320 A1 zumindest dem Prinzip nach bekannt ist. Entsprechende Bimetall-Schnappscheiben zeigen aufgrund ihrer gewölbten Form bereits ein gegenüber einfachen Bimetallschaltern verbessertes Schaltverhalten, also ein in Ansätzen sprunghaftes Schaltverhalten, so dass durch die Gestaltung des thermischen Schaltelements nach Art einer Bimetall-Schnappscheibe der gewünschte Effekt, also das rasche, sprunghafte Auslösen des Schutzschalters im Auslösefall, zusätzlich verstärkt werden kann.It is advantageous, furthermore, to design the thermal switching element in the manner of a bimetallic snap disk, as for example from the EP 2 282 320 A1 at least known in principle. Corresponding bimetal domes show due to their curved shape already compared to simple bimetal switches improved switching behavior, so a jump in leaps and bounds behavior, so that the design of the thermal switching element in the manner of a bimetallic snap disk of the desired effect, so the rapid, sudden triggering of the circuit breaker in case of release, can be additionally strengthened.

Die Basis für den gewünschten Effekt liefert jedoch der Haltemechanismus und dieser umfasst gemäß einer Ausführungsvariante ein Schnappelement. Dabei handelt es sich insbesondere um ein reversibel verformbares Halteelement, also beispielsweise eine Blattfeder, eine Kunststoffnase oder eine Art Widerhaken, welches in der Kontaktstellung ein Gegenelement hintergreift oder in eine Vertiefung eingreift, wodurch das thermische Schaltelement insbesondere formschlüssig, jedoch reversibel lösbar festgehalten wird.However, the basis for the desired effect provides the holding mechanism and this includes according to a variant embodiment, a snap element. This is in particular a reversibly deformable holding element, so for example a leaf spring, a plastic nose or a barb, which engages behind a counter element or engages in a recess in the contact position, whereby the thermal switching element is in particular positively, but reversibly releasably retained.

Vorteilhaft ist außerdem eine Ausgestaltung des Schutzschalters, bei der der Haltemechanismus ein Steckelement und ein Buchsenelement umfasst, die in der Kontaktstellung eine Steckverbindung ausbilden.Also advantageous is an embodiment of the circuit breaker, wherein the holding mechanism comprises a plug-in element and a socket element, which form a plug connection in the contact position.

In vorteilhafter Weiterbildung umfasst das Steckelement dabei den Schaltkontakt und das Buchsenelement den Gegenkontakt, so dass durch das Einstecken des Steckelements ins Buchsenelement, auch der elektrische Kontakt zwischen Schaltkontakt und Gegenkontakt hergestellt wird. Alternativ sind Steckelement und Buchsenelement vollständig aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt und wirken somit selbst als Kontakte.In an advantageous development, the plug-in element comprises the switch contact and the socket element the mating contact, so that by the insertion of the plug element into the socket element, and the electrical contact between the switch contact and mating contact is made. Alternatively, plug and socket element are made entirely of an electrically conductive material and thus act even as contacts.

Zudem ist das Steckelement bevorzugt am thermischen Schaltelement positioniert und insbesondere mit diesem sowohl mechanisch als auch, zumindest bezogen auf den Schaltkontakt, elektrisch verbunden, so dass das Steckelement direkt und unmittelbar durch das thermische Schaltelement geführt ist. Hierdurch wird die Gestaltung einfach gehalten und dementsprechend sind zwischen Steckelement und thermischen Schaltelement zum Beispiel keine Umlenkelemente zwischengeschaltet.In addition, the plug element is preferably positioned on the thermal switching element and in particular with this both mechanically and, at least with respect to the switching contact, electrically connected, so that the plug element is guided directly and directly by the thermal switching element. As a result, the design is kept simple and, accordingly, no deflecting elements are interposed between the plug-in element and the thermal switching element.

Weiter wird eine Ausgestaltung des Schutzschalters bevorzugt, bei der der Gegenkontakt als flexibles Gegenkontaktelement ausgebildet ist. Ziel ist es dabei, ein federähnliches Verhalten für das Gegenkontaktelement zu realisieren, so dass das Gegenkontaktelement einerseits mit einer vorgegebenen Kraft in der Kontaktstellung gegen den Schaltkontakt drückt und andererseits nachgeben kann, wenn der Schaltkontakt gegen das Gegenkontaktelement drückt. Auf diese Weise ist eine Art Spiel realisiert, so dass sich das Steckelement problemlos mit dem Buchsenelement verbinden und auch wieder von diesem trennen lässt. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Schaltkontakt, wie bevorzugt, als Kontaktstift ausgebildet ist und dieser bei der Verbindung oder der Trennung von Steckelement und Buchsenelement eine bogenförmige Bewegung ausführt.Further, an embodiment of the circuit breaker is preferred in which the mating contact is designed as a flexible mating contact element. The aim is to realize a spring-like behavior for the mating contact element, so that the mating contact element presses against the switching contact on the one hand with a predetermined force in the contact position and on the other hand can yield if the switching contact presses against the mating contact element. In this way, a kind of game is realized, so that the plug element easily connect to the socket element and can also be separated again from this. Such a configuration is particularly advantageous if the switching contact, as preferred, as a contact pin is formed and this performs at the connection or the separation of male and female element an arcuate movement.

Von Vorteil ist es zudem, den Schaltkontakt als Kontaktstift mit spitzen Freiende auszugestalten, wobei der Kontaktstift weiter bevorzugt zwei Bereiche aufweist, nämlich einen Kontaktbereich, in dem der Kontaktstift zylinderförmig gestaltet ist, und einen Opferbereich, in dem der Kontaktstift kegelförmig ausgestaltet ist. In der Kontaktstellung ist der Gegenkontakt dann im Kontaktbereich positioniert. Bildet sich nun beim Trennen der elektrischen Verbindung zwischen Schaltkontakt und Gegenkontakt ein Lichtbogen aus, so wird dieser aufgrund des sogenannten Spitzeneffekts tendenziell im Opferbereich auftreten und nicht im Kontaktbereich. Durch Lichtbögen hervorgerufene Beschädigungen treten dementsprechend nur im Opferbereich auf und der Kontaktbereich bleibt intakt.It is also advantageous to design the switching contact as a contact pin with a pointed free end, wherein the contact pin more preferably has two areas, namely a contact area in which the contact pin is cylindrical, and a sacrificial area in which the contact pin is designed conical. In the contact position of the mating contact is then positioned in the contact area. Now forms an arc when disconnecting the electrical connection between the switch contact and counter contact, it will tend to occur in the sacrificial area and not in the contact area due to the so-called peak effect. Arc damage caused by arcing occurs accordingly only in the sacrificial area and the contact area remains intact.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist das Buchsenelement eine insbesondere schieberartige Gegenkontaktabdeckung oder Schutzabdeckung auf, welche über einen Abdeckmechanismus beweglich gelagert ist, so dass im Falle der Trennung von Steckelement und Buchsenelement der Abdeckmechanismus den Gegenkontakt mit der Gegenkontaktabdeckung abdeckt. Die Gegenkontaktabdeckung dient insbesondere dazu, Lichtbögen beim Trennen der Kontakte zu unterdrücken oder zumindest zeitnah zu löschen. Dementsprechend ist die Gegenkontaktabdeckung bevorzugt aus einem Isolatormaterial gefertigt, wie beispielsweise Kunststoff.According to a preferred embodiment, the socket element has a particular slide-like mating contact cover or protective cover, which is movably mounted on a cover mechanism, so that in the case of separation of plug and socket element of the cover mechanism covers the mating contact with the mating contact cover. The mating contact cover is used in particular to suppress arcing when disconnecting the contacts or at least to delete timely. Accordingly, the mating contact cover is preferably made of an insulator material, such as plastic.

Von Vorteil ist es hierbei, wenn der Abdeckmechanismus eine Feder umfasst, die aufgrund einer Dehnung oder einer Stauchung vorgespannt ist, wenn sich die beiden Kontakte in der Kontaktstellung befinden. Werden die beiden Kontakte dann getrennt, so entspannt sich die Feder und die Gegenkontaktabdeckung bewegt sich zügig in eine Position zwischen Schaltkontakt und Gegenkontakt. Auf diese Weise ist ein recht einfacher Abdeckmechanismus realisiert.It is advantageous in this case if the cover mechanism comprises a spring which is biased due to an expansion or a compression when the two contacts are in the contact position. If the two contacts are then disconnected, the spring relaxes and the mating contact cover moves quickly into a position between the switching contact and mating contact. In this way, a fairly simple cover mechanism is realized.

Gleichzeitig ist in diesem Fall eine Ausgestaltung des Schutzschalters realisiert, bei der der Schaltkontakt und der Gegenkontakt nicht in die Kontaktstellung zurück geführt werden, nachdem sich das thermische Schaltelement, welches sich zuvor aufgrund eines Überstromes bis hin zum Auslösen des Schutzschalters erwärmt hat, wieder abgekühlt hat. Eine entsprechende Rückführung ist hier durch die Gegenkontaktabdeckung verhindert. Die dadurch realisierte mechanische Sperrung lässt sich jedoch bevorzugt insbesondere manuell aufheben, indem beispielsweise ein Druckknopf oder ein Hebel betätigt wird, der auf die Gegenkontaktabdeckung wirkt. Bei einem derart gestalteten Schutzschalter ist es somit vorgesehen, den mit diesem geschützten Stromkreis durch einen Bediener erst wieder freizugeben, wenn der Fehler, der zu einem Überstrom geführt hat, beseitigt wurde.At the same time, an embodiment of the circuit breaker is realized in which the switching contact and the mating contact are not returned to the contact position after the thermal switching element, which has previously been heated due to an overcurrent to the triggering of the circuit breaker has cooled again , A corresponding return is prevented here by the mating contact cover. However, the mechanical blocking implemented in this way can preferably be canceled, in particular manually, by actuating, for example, a pushbutton or a lever which acts on the mating contact cover. In such a designed circuit breaker, it is thus provided to release the protected circuit with this by an operator only when the error that has led to an overcurrent has been eliminated.

In bevorzugter Ausgestaltung ist ein zusätzliches Heizelement angeordnet, welches zur Beheizung des thermischen Schaltelements ausgebildet ist. Hierdurch wird im Auslösefall durch eine aktive Beheizung zusätzlich zu der Wärme aufgrund des durch das Schaltelement fließenden Stroms Wärme eingetragen, so dass ein verbessertes Auslösen erreicht wird.In a preferred embodiment, an additional heating element is arranged, which is designed for heating the thermal switching element. As a result, heat is added in the triggering case by an active heating in addition to the heat due to the current flowing through the switching element, so that an improved triggering is achieved.

Insbesondere ist dabei das Heizelement für einen sprunghaften Wärmeeintrag ausgebildet, sobald ein Überstrom vorliegt. Das Heizelement wird daher vorzugsweise erst bei Erkennen eines Überstroms zugeschaltet. Hierzu ist es beispielsweise aktiv von einer Steuerung angesteuert, über die das Zuschalten des Heizelements in Abhängigkeit des aktuellen Stromwerts erfolgt. Alternativ hierzu ist das Heizelement als ein passives Element ausgebildet, welches unabhängig von einer Steuerung für einen Wärmeeintrag sorgt.In particular, the heating element is designed for a sudden heat input as soon as an overcurrent is present. The heating element is therefore preferably switched on only upon detection of an overcurrent. For this purpose, for example, it is actively controlled by a controller, via which the connection of the heating element takes place as a function of the current value. Alternatively, the heating element is designed as a passive element, which ensures independent of a controller for a heat input.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das thermische Schaltelement hierzu einen PTC-Widerstand. Hierbei ist es vorgesehen, zumindest einen Teil des Stromes, der durch den Schutzschalter fließt, durch den PTC-Widerstand zu leiten und dessen Abwärme in ein Bimetall- oder Multilagen-Bimetallelement einzukoppeln. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, einen PTC-Widerstand einzusetzen, der eine ausgeprägte nicht lineare Charakteristik aufweist, also bei dem beispielsweise der elektrische Widerstand oberhalb einer Schwelltemperatur exponentiell ansteigt. Auf diese Weise lässt sich ein Schutzschalter mit relativ geringen elektrischen Verlusten im Nichtauslösefall realisieren, bei dem jedoch im Auslösefall die für das thermische Schaltelement benötigte Wärme in kurzer Zeit generiert wird.According to a preferred embodiment, the thermal switching element for this purpose comprises a PTC resistor. In this case, it is provided to conduct at least part of the current flowing through the circuit breaker through the PTC resistor and to couple its waste heat into a bimetallic or multilayer bimetallic element. In this case, it is provided in particular to use a PTC resistor which has a pronounced non-linear characteristic, that is to say in which, for example, the electrical resistance increases exponentially above a threshold temperature. In this way, a circuit breaker can be realized with relatively low electrical losses in the non-triggering case, in which, however, in the event of triggering the heat required for the thermal switching element is generated in a short time.

In vorteilhafter Weiterbildung ist das Heizelement und insbesondere der PTC-Widerstand nach Art einer Heiz-Wendel ausgebildet, wodurch sich die generierbare Wärmemenge bei vorgegebenen Volumen oder bei vorgegebener Fläche steigern lässt.In an advantageous embodiment, the heating element and in particular the PTC resistor is designed in the manner of a heating coil, whereby the amount of heat that can be generated can be increased for a given volume or for a given area.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a schematic drawing. Show:

1 in einer Seitenansicht einen Schutzschalter mit einem thermischen Schaltelement in einer Kontaktstellung, 1 in a side view of a circuit breaker with a thermal switching element in a contact position,

2 in der Seitenansicht den Schutzschalter mit dem thermischen Schaltelement in einer Trennstellung, 2 in side view, the circuit breaker with the thermal switching element in a disconnected position,

3 in einer Seitenansicht eine alternative Ausgestaltung des thermischen Schaltelements, 3 in a side view an alternative embodiment of the thermal switching element,

4 in einer Seitenansicht einen alternativen Schutzschalter mit einer Schutzabdeckung in Wartestellung, 4 in a side view an alternative circuit breaker with a protective cover on hold,

5 in der Seitenansicht den alternativen Schutzschalter mit der Schutzabdeckung in Schutzstellung und 5 in the side view of the alternative circuit breaker with the protective cover in the protective position and

6 in Seitenansicht ein Steckelement und ein Buchsenelement. 6 in side view a plug-in element and a socket element.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

Ein nachfolgend exemplarisch beschriebener Schutzschalter 2 dient zur Absicherung eines Stromkreises gegen Überströme und weist zur Einbindung in den zu schützenden Stromkreis zwei Anschlusskontakte 4 auf, die aus einer Schalterbasis 6 herausragen und als einfache Stecker einer Steckverbindung ausgebildet sind. Zur Unterbrechung des zu schützenden Stromkreises im Fehlerfall, also im Auslösefall des Schutzschalters 2, unterbricht der Schutzschalter 2 die elektrische Verbindung zwischen den beiden Anschlusskontakten 4 und somit den Stromfluss im Stromkreis.A protective switch described below by way of example 2 serves to protect a circuit against overcurrents and has two connection contacts for integration into the circuit to be protected 4 on that from a switch base 6 protrude and are designed as simple plug a connector. To interrupt the circuit to be protected in the event of a fault, ie in the event of tripping of the circuit breaker 2 , the circuit breaker interrupts 2 the electrical connection between the two connection contacts 4 and thus the current flow in the circuit.

Die Unterbrechung erfolgt dabei durch die räumliche Trennung zwischen einem Steckelement 8 und einem Buchsenelement 10, welche aus einem gut leitfähigen Material gefertigt sind und in einer 1 dargestellten Kontaktstellung einander berühren, so dass zwischen dem Steckelement 8 und dem Buchsenelement 10 eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt ist.The interruption takes place through the spatial separation between a plug-in element 8th and a socket element 10 , which are made of a highly conductive material and in one 1 Contact position shown touching each other, so that between the plug element 8th and the socket element 10 an electrically conductive connection is made.

Zudem besteht in der Kontaktstellung zwischen dem Steckelement 8 und dem Buchsenelement 10 eine mechanische Verbindung, bei der ein Kontaktstift 12 am Steckelement 8 in eine komplementär gestaltete Vertiefung 14 im Buchsenelement 10 eingreift. Die mechanische Verbindung ist dabei als Steckverbindung reversibel lösbar, also zerstörungsfrei lösbar, ausgestaltet, wobei zum Lösen der Steckverbindung ein durch die Konstruktion von Steckelement 8 und Buchsenelement 10 vorgegebener Kraftschwellwert zu überwinden ist, der im Ausführungsbeispiel dem Haftreibungswert zwischen dem Kontaktstift 12 und der Vertiefung 14 entspricht.In addition, there is in the contact position between the plug element 8th and the socket element 10 a mechanical connection in which a contact pin 12 on the plug element 8th in a complementary designed depression 14 in the socket element 10 intervenes. The mechanical connection is reversibly detachable as a plug-in connection, that is, non-destructively detachable, configured, wherein for releasing the plug-in connection through the construction of a plug-in element 8th and socket element 10 is to overcome predetermined force threshold, which in the exemplary embodiment, the static friction value between the contact pin 12 and the depression 14 equivalent.

Wirkt nun auf die Steckverbindung eine geeignet gerichtete Kraft, deren Wert über dem Kraftschwellwert liegt, so werden das Steckelement 8 und das Buchsenelement 10 voneinander getrennt und in eine Trennstellung bewegt, wie sie in 2 angedeutet ist. In dieser Trennstellung ist dann auch die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Steckelement 8 und dem Buchsenelement 10, und infolgedessen auch zwischen den Anschlusskontakten 4, getrennt.Now acts on the connector a suitably directed force whose value is above the Kraftschwellwert, so are the plug element 8th and the socket element 10 separated and moved into a release position, as in 2 is indicated. In this disconnected position is then the electrically conductive connection between the plug element 8th and the socket element 10 , and consequently also between the connection contacts 4 , separated.

Zum Auslösen des Schutzschalters 2 und somit zur Unterbrechung des zu schützenden Stromkreises muss also eine Kraft auf die mechanische Verbindung zwischen Steckelement 8 und Buchsenelement 10 wirken. Diese Kraft wird mit Hilfe eines leistenförmigen Bimetallstreifens 16 aufgebracht. Dabei ist der Bimetallstreifen 16 mit einem in der Schalterbasis 6 positionierten Ende in nicht näher dargestellter Weise elektrisch leitend mit einem der Anschlusskontakte 4 verbunden und an dem gegenüberliegende Ende des Bimetallstreifens 16 ist das Steckelement 8 befestigt. Ergänzend ist das Buchsenelement 10 im Ausführungsbeispiel endseitig an einem leistenförmigen Halter 18 fixiert, welcher seinerseits am gegenüberliegenden Ende ebenfalls in nicht näher dargestellter Weise in die Schalterbasis 6 eingebettet ist und dort elektrisch leitend mit dem anderen Anschlusskontakt 4 verbunden ist. Durch den Schutzschalter 2 geführte Ströme fließen somit durch beide Anschlusskontakte 4, den Bimetallstreifen 16, das Steckelement 8, das Buchsenelement 10 und den Halter 18.To trigger the circuit breaker 2 and thus to interrupt the circuit to be protected so a force on the mechanical connection between the plug element 8th and socket element 10 Act. This force is achieved by means of a strip-shaped bimetallic strip 16 applied. Here is the bimetallic strip 16 with one in the switch base 6 positioned end in a manner not shown electrically conductive with one of the terminals 4 connected and at the opposite end of the bimetallic strip 16 is the plug element 8th attached. In addition, the socket element 10 in the embodiment end to a strip-shaped holder 18 fixed, which in turn at the opposite end also in a manner not shown in the switch base 6 is embedded and there electrically conductive with the other terminal contact 4 connected is. Through the circuit breaker 2 guided currents thus flow through both terminals 4 , the bimetallic strip 16 , the plug-in element 8th , the socket element 10 and the holder 18 ,

Ein Stromdurchfluss durch den Bimetallstreifen 16 bewirkt dabei die Generierung von joulescher Wärme im Bimetallstreifen 16, was eine Temperaturerhöhung zur Folge hat. Die Temperaturerhöhung wiederum bedingt nach an sich bekannter Art und Weise eine Kraftwirkung im Bimetallstreifen 16, die jedoch zunächst nicht zu einer Verformung des Bimetallstreifens 16 führt, da die Kraftwirkung durch eine mittels des Halters 18 und der mechanischen Steckverbindung erzeugten Gegenkraft aufgehoben wird. Im Auslösefall des Schutzschalters 2 jedoch, also bei Auftreten eines Überstrom mit vorgegebener Stromstärke, beispielsweise im Bereich größer einigen Ampere, steigt die Temperatur und somit die Kraftwirkung im Bimetallstreifen 16 in weniger als einer zehntel Sekunde soweit an, dass die Kraftwirkung im Bimetallstreifen 16, die auch auf die mechanische Verbindung zwischen Steckelement 8 und Buchsenelement 10 wirkt, den konstruktiv vorgegebenen Kraftschwellwert der mechanischen Verbindung übersteigt, wodurch die mechanische Verbindung gelöst wird. Hierdurch fällt die über die mechanische Verbindung aufgebrachte Gegenkraft am Bimetallstreifen 16 schlagartig weg und die Kraftwirkung im Bimetallstreifen 16 bewirkt eine schnelle oder sprunghafte Verformung des Bimetallstreifens 16, aufgrund derer der Bimetallstreifen 16 mit samt dem Steckelement 8 in die Trennstellung schnappt oder springt. Die Lage und die Ausrichtung des Halters 18 mitsamt dem Buchsenelement 10 bleibt hingegen unverändert, so dass das Steckelement 8 und das Buchsenelement 10 in der Trennstellung räumlich voneinander getrennt und infolgedessen auch elektrisch voneinander getrennt sind.A current flow through the bimetallic strip 16 causes the generation of Joule heat in the bimetallic strip 16 , which results in a temperature increase. The temperature increase in turn requires a per se known manner a force in the bimetal strip 16 However, initially not to a deformation of the bimetallic strip 16 leads, as the force by a means of the holder 18 and the mechanical connector generated counterforce is canceled. In the event of tripping of the circuit breaker 2 However, so when an overcurrent occurs with a predetermined current, for example in the range greater than a few amperes, the temperature and thus the force in the bimetallic strip increases 16 in less than a tenth of a second so far that the force effect in the bimetallic strip 16 That also applies to the mechanical connection between plug-in element 8th and socket element 10 acts, exceeds the structurally predetermined Kraftschwellwert the mechanical connection, whereby the mechanical connection is released. As a result, the force applied via the mechanical connection counterforce falls on the bimetallic strip 16 abruptly away and the force effect in the bimetallic strip 16 causes a rapid or sudden deformation of the bimetallic strip 16 , due to which the bimetallic strip 16 with velvet the plug element 8th into the disconnected position snaps or jumps. The location and orientation of the holder 18 together with the socket element 10 remains unchanged, so that the plug element 8th and the socket element 10 in the disconnected position spatially separated from each other and consequently are also electrically separated from each other.

Nach der Trennung von Steckelement 8 und Buchsenelement 10 fließt durch den Bimetallstreifen 16 keinerlei Strom mehr und der Bimetallstreifen 16 beginnt sich abzukühlen. Aufgrund der Reversibilität der Verformung des Bimetallstreifens 16 bewegt sich dieser mit sinkender Temperatur wieder in Richtung Kontaktstellung und am Ende des Abkühlungsprozesses wirkt über den Bimetallstreifen 16 eine ausreichend große Kraft auf das Steckelement 8, so dass die mechanische Verbindung zwischen dem Steckelement 8 und dem Buchsenelement 10 wieder hergestellt wird. Auf diese Weise ist ein reversibel arbeitender Schutzschalter 2 realisiert.After the separation of plug element 8th and socket element 10 flows through the bimetallic strip 16 no more power and the bimetallic strip 16 starts to cool. Due to the reversibility of the deformation of the bimetallic strip 16 this moves with decreasing temperature back towards the contact position and at the end of the cooling process acts on the bimetallic strip 16 a sufficiently large force on the plug element 8th so that the mechanical connection between the plug element 8th and the socket element 10 is restored. This is a reversible circuit breaker 2 realized.

Zur genauen Vorgabe der Auslösebedingung für den Schutzschalter 2 sind der Kraftschwellwert, der zum Lösen der mechanischen Verbindung aufzubringen ist, und die Kraftwirkung, die mittels des Bimetallsstreifens 16 erzeugt wird, um die mechanische Verbindung im Bedarfsfall zu lösen, aufeinander abgestimmt, wobei typischerweise ein Stromwert für den zu schützenden Stromkreis definiert wird, so dass ausgehend hiervon eine Konstruktion für die mechanische Verbindung und eine Gestaltung des Bimetallstreifens 16 eventuell unter Berücksichtigung weiterer Kriterien ausgewählt werden.For exact specification of the tripping condition for the circuit breaker 2 are the Kraftschwellwert, which is applied for releasing the mechanical connection, and the force effect by means of the bimetallic strip 16 is generated to solve the mechanical connection in case of need, matched to each other, wherein typically a current value is defined for the circuit to be protected, so that on the basis of a construction for the mechanical connection and a design of the bimetallic strip 16 possibly be selected taking into account further criteria.

Um nun bei vorgegebener Stromstärke eine gewünschte Kraftwirkung zu erzielen, ist es gemäß einer alternativen Ausgestaltungsvariante des Schutzschalters 2 vorgesehen, den einfachen Bimetallstreifen 16 durch ein Multilagen-Bimetallelement 20 zu ersetzen, wie es in 3 abgebildet ist. Dabei wird das Multilagen-Bimetallelement 20 realisiert, indem mehrere Bimetallstreifen 16 aneinander gereiht oder in Lagen übereinander geschichtet werden, wobei die einzelnen Bimetallstreifen 16 stoffschlüssig miteinander verbunden sind.In order to achieve a desired force effect at a given current intensity, it is according to an alternative embodiment variant of the circuit breaker 2 provided, the simple bimetallic strip 16 by a multi-layer bimetallic element 20 to replace it in 3 is shown. In this case, the multilayer bimetallic element 20 realized by several bimetallic strips 16 strung together or layered in layers, with the individual bimetal stripes 16 are cohesively connected to each other.

Eine weitere alternative Ausgestaltung des Schutzschalters 2 ist aus 4 und 5 zu entnehmen. Bei dieser Ausführung erfolgt die elektrische Leitung eines Stroms im zu schützenden Stromkreis im Wesentlichen durch einen PTC-Widerstands 22 und nur in geringem Umfang durch den Bimetallstreifen 16. Hierzu ist der PTC-Widerstand 22 elektrisch leitend mit dem Steckelement 8 einerseits und einem der Anschlusskontakte 4 andererseits verbunden. Die Materialien für den Bimetallstreifen 16 und den PTC-Widerstand 22 sind zudem so gewählt, dass der elektrische Widerstand des PTC-Widerstandes 22 selbst im Auslösefall des Schutzschalters 2 geringer ist als der elektrische Widerstand des Bimetallstreifens 16, so dass der Bimetallstreifen 16 durch den PTC-Widerstand 22 quasi überbrückt wird. Alternativ ist eine elektrische Isolierung zwischen dem Bimetallstreifen 16 und dem PTC-Widerstand 22 ausgebildet, so dass der Strom ausschließlich über den PTC-Widerstand fließt und dieser lediglich thermisch an den Bimetallstreifen angekoppelt ist.Another alternative embodiment of the circuit breaker 2 is out 4 and 5 refer to. In this embodiment, the electrical conduction of a current in the circuit to be protected is essentially by a PTC resistor 22 and only to a limited extent by the bimetallic strip 16 , This is the PTC resistor 22 electrically conductive with the plug element 8th on the one hand and one of the connection contacts 4 on the other hand. The materials for the bimetallic strip 16 and the PTC resistor 22 are also chosen so that the electrical resistance of the PTC resistor 22 even in the event of tripping of the circuit breaker 2 less than the electrical resistance of the bimetallic strip 16 so that the bimetallic strip 16 through the PTC resistor 22 is virtually bridged. Alternatively, an electrical insulation between the bimetallic strip 16 and the PTC resistor 22 formed so that the current flows exclusively through the PTC resistor and this is only thermally coupled to the bimetallic strip.

Ausgestaltet ist der PTC-Widerstand 22 nach Art einer Heizwendel, welche unmittelbar an der Oberfläche des Bimetallstreifens 16 angebracht ist, so dass eine gute Wärmekoppelung zwischen dem Bimetallstreifen 16 und dem PTC-Widerstand 22 gegeben ist. Die für das Auslösen des Schutzschalters 2 im Auslösefall benötigte Temperaturerhöhung im Bimetallstreifen 16 wird im Falle dieses Ausführungsbeispiels somit zumindest im Wesentlichen mittels des PTC-Widerstandes 22 generiert, dessen Temperaturkoeffizient im relevanten Temperaturbereich exponentiell ansteigt.The PTC resistor is designed 22 in the manner of a heating coil, which directly on the surface of the bimetallic strip 16 is attached, so that a good heat coupling between the bimetallic strip 16 and the PTC resistor 22 given is. The for triggering the circuit breaker 2 in the event of triggering required increase in temperature in the bimetallic strip 16 is in the case of this embodiment thus at least substantially by means of the PTC resistor 22 whose temperature coefficient increases exponentially in the relevant temperature range.

Darüber hinaus weist der Schutzschalter 2 gemäß 4 und 5 in einer optionalen Ausgestaltung eine Schutzabdeckung 24 auf, welche über eine Feder 26 beweglich gelagert ist. Die Schutzabdeckung 24 ist dabei in einer in 4 gezeigten Wartestellung positioniert, solange das Steckelement 8 und das Buchsenelement 10 sich in der Kontaktstellung befinden. In dieser Wartestellung ist die Feder 26 gestaucht und mit Hilfe der so gespeicherten Energie wird die Schutzabdeckung 24 zwischen das Steckelement 8 und das Buchsenelement 10 geschoben, sobald die mechanische Verbindung zwischen dem Steckelement 8 und dem Buchsenelement 10 gelöst und das Steckelement 8 in die Trennstellung bewegt wird.In addition, the circuit breaker points 2 according to 4 and 5 in an optional embodiment, a protective cover 24 on which one over a spring 26 is movably mounted. The protective cover 24 is in an in 4 position shown, as long as the plug-in element 8th and the socket element 10 are in the contact position. In this waiting position is the spring 26 compressed and with the help of the stored energy is the protective cover 24 between the plug element 8th and the socket element 10 pushed as soon as the mechanical connection between the plug element 8th and the socket element 10 solved and the plug element 8th is moved to the disconnected position.

Die Schutzabdeckung 24 dient dabei zur Unterbindung von Lichtbögen zwischen dem Steckelement 8 und dem Buchsenelement 10 und darüber hinaus verhindert die Schutzabdeckung 24 das automatische Schließen des durch den Schutzschalter 2 geschützten Stromkreises nach einer Auslösung des Schutzschalters 2. Um den Stromkreis nach einem Auslösen des Schutzschalters 2 wieder zu schließen, muss zunächst der Bimetallstreifen 16 abkühlen und darüber hinaus muss die Schutzabdeckung 24 wieder aus der Schutzstellung in die Wartestellung verbracht werden. Hierzu weist der Schutzschalter 2 in nicht näher dargestellter Weise ein beispielsweise als Druckknopf ausgebildetes Betätigungselement auf, über das die Schutzabdeckung 24 manuell durch einen Bediener zurück in die Wartestellung verbracht werden kann, so dass das Steckelement 8 zurück in die Kontaktstellung gelangen kann, wodurch der Stromkreis geschlossen wird. Alternativ wird die durch die Schutzabdeckung 24 gebildete Verriegelung elektronisch aufgehoben.The protective cover 24 serves to prevent arcing between the plug element 8th and the socket element 10 and beyond prevents the protective cover 24 automatic closing of the circuit breaker 2 protected circuit after tripping of the circuit breaker 2 , To the circuit after a trip of the circuit breaker 2 To close again, first the bimetal strip 16 Cool and beyond, the protective cover must 24 be returned from the protective position in the waiting position. For this purpose, the circuit breaker 2 in a manner not shown, for example, designed as a push button actuator on the protective cover 24 manually by an operator back to the waiting position can be spent, so that the plug element 8th can get back into the contact position, whereby the circuit is closed. Alternatively, the through the protective cover 24 formed lock electronically reversed.

Eine weitere Gestaltungsvariante des Schutzschalters 2 ist in 6 angedeutet wobei sich diese hinsichtlich der Gestaltung des Steckelements 8 und des Buchsenelements 10 von den zuvor beschriebenen unterscheidet. Hierbei weist der Kontaktstift 12 einen zylinderförmigen Kontaktbereich 28 auf, an welchen sich ein kegelförmiger Opferbereich 30 anschließt. Zudem wird das Buchsenelement 10 im Wesentlichen durch zwei Klemmfedern 32 gebildet (Klemmfedern 32 in 6 übernehmen die Funktion des Buchsenelements 10 aus 4), die in der Kontaktstellung mit etwas Druck an der Oberfläche des Kontaktstiftes 12 im Kontaktbereich 28 anliegen und den Kontaktstift 12 somit einklemmen. Bei dieser Ausgestaltung wird der Kraftschwellwert, der zum Lösen der mechanischen Verbindung zwischen Steckelement 8 und Buchsenelement 10 aufzubringen ist, im Wesentlichen durch den Druck vorgegeben, mit welchem die Klemmfedern 32 am Kontaktstift 12 anliegen. Das spitz zulaufende Freiende des Kontaktstiftes 12 hingegen soll eine Beschädigung des Kontaktstiftes 12 im Kontaktbereich 28 durch Lichtbögen verhindern, die beim Trennen der elektrischen Verbindung zwischen Kontaktstift 12 und Klemmfedern 32 auftreten können. Durch die gewählte Form des Kontaktstiftes 12 wird dafür Sorge getragen, dass entsprechende Lichtbögen, wenn sie denn auftreten, im Opferbereich 30 lokalisiert sind und eben nicht im Kontaktbereich 28. Der Opferbereich 30 wird dann zugunsten eines intakten Kontaktbereiches 28 geopfert.Another design variant of the circuit breaker 2 is in 6 indicated this with respect to the design of the plug element 8th and the socket element 10 different from those previously described. Here, the pin 12 a cylindrical contact area 28 on which there is a conical sacrificial area 30 followed. In addition, the socket element 10 essentially by two clamping springs 32 formed (clamping springs 32 in 6 take over the function of the socket element 10 out 4 ), in the contact position with some pressure on the surface of the contact pin 12 in the contact area 28 abutment and the contact pin 12 thus pinch. In this embodiment, the force threshold, which is used to release the mechanical connection between the male element 8th and socket element 10 is applied, essentially predetermined by the pressure with which the clamping springs 32 at the contact pin 12 issue. The tapered free end of the contact pin 12 however, it is intended to damage the contact pin 12 in the contact area 28 by arcs that prevent disconnecting the electrical connection between pin 12 and clamping springs 32 may occur. Due to the selected shape of the contact pin 12 Care is taken to ensure that appropriate arcs, if they occur, in the victim area 30 are localized and not in the contact area 28 , The victim area 30 then becomes in favor of an intact contact area 28 sacrificed.

Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung ist darin zu sehen, dass die Klemmfedern 32 beim Trennen ausweichen, was aufgrund der Schwenkbewegung des Bimetalls 16 von besonderem Vorteil ist.Another advantage of this embodiment is the fact that the clamping springs 32 dodge when separating, due to the pivoting movement of the bimetal 16 is of particular advantage.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to the embodiment described above. Rather, other variants of the invention can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all the individual features described in connection with the exemplary embodiment can also be combined with each other in other ways, without departing from the subject matter of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22: Schutzschalterbreaker
44: Anschlusskontaktconnection contact
66: Schalterbasisswitch base
88th: Steckelementplug-in element
1010: Buchsenelementfemale member
1212: Kontaktstiftpin
1414: Vertiefungdeepening
1616: Bimetallstreifenbimetallic strip
1818: Halterholder
2020: Multilagen-BimetallelementMulti-layer bimetal
2222: PTC-WiderstandPTC resistor
2424: Schutzabdeckungprotective cover
2626: Federfeather
2828: Kontaktbereichcontact area
3030: Opferbereichsacrificial region
3232: Klemmfederclamping spring

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2282320 A1 [0013]

Claims

Circuit breaker ( 2 ), in particular for a motor vehicle, to protect a circuit against overcurrents comprising a thermal switching element ( 16 . 20 . 22 ) as well as two contacts ( 12 . 14 . 32 ), namely a switching contact ( 12 ) and a counter contact ( 14 . 32 ), which are electrically conductively connected to each other in a contact position, wherein the thermal switching element ( 16 . 20 . 22 ) to disconnect the contacts ( 12 . 14 . 32 ) is formed in a tripping case with a heating due to an overcurrent and wherein the contacts ( 12 . 14 . 32 ) by means of a holding mechanism ( 8th . 10 ) are held in the contact position until reaching a predetermined force threshold, which is dependent on a separation force of the thermal switching element ( 16 . 20 . 22 ) is overcome in the event of triggering, so that a sudden transfer of the contacts ( 12 . 14 . 32 ) takes place from the contact position into a disconnected position.

Circuit breaker ( 2 ) according to claim 1, wherein the thermal switching element ( 16 . 20 . 22 ) a bimetallic element ( 16 . 20 ).

Circuit breaker according to claim 1 or 2, wherein the thermal switching element ( 20 . 22 ) a multilayer bimetallic element ( 20 ).

Circuit breaker ( 2 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the thermal switching element ( 16 . 20 . 22 ) is designed in the manner of a bimetallic snap disk.

Circuit breaker ( 2 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the holding mechanism ( 8th . 10 ) comprises a snap element.

Circuit breaker ( 2 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the retaining mechanism ( 8th . 10 ) a plug-in element ( 8th ) and a female element ( 10 ), which form a plug connection in the contact position.

Circuit breaker ( 2 ) according to claim 6, wherein the plug element ( 8th ) on the thermal switching element ( 16 . 20 . 22 ) is positioned.

Circuit breaker ( 2 ) according to claim 6 or 7, wherein the plug element ( 8th ) the switching contact ( 12 ) and the female element ( 10 ) the counter contact ( 14 . 32 ).

Circuit breaker ( 2 ) according to claim 8, wherein the switching contact ( 12 ) as a contact pin ( 12 ) with a pointed free end ( 30 ) is trained.

Circuit breaker ( 2 ) according to claim 8 or 9, wherein the mating contact ( 14 ) as a flexible mating contact element ( 32 ) is trained.

Circuit breaker ( 2 ) according to one of claims 8 to 10, wherein the bushing element ( 10 ) a mating contact cover ( 24 ) with cover mechanism ( 26 ) such that in the case of the separation of male element ( 8th ) and socket element ( 10 ) the cover mechanism ( 26 ) the counter contact ( 14 ) with the mating contact cover ( 24 ) covers.

Circuit breaker ( 2 ) according to claim 11, wherein the covering mechanism ( 26 ) a feather ( 26 ), which is biased when the two contacts ( 12 . 14 ) are in the contact position.

Circuit breaker ( 2 ) according to one of claims 1 to 12, wherein the thermal switching element ( 16 . 20 . 22 ) by means of a heating element ( 22 ) is heated.

Circuit breaker ( 2 ) Claim 13, wherein the thermal switching element ( 16 . 20 . 22 ) the heating element ( 22 ) is formed for a sudden entry of a heating heat in the presence of an overcurrent.

Circuit breaker according to claim 13 or 14, wherein the heating element ( 22 ) a PTC resistor ( 22 ).

Circuit breaker according to one of claims 13 to 15, wherein the heating element ( 22 ) is designed in the manner of a heating coil.