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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Schutzschalter mit einer Bimetallschnappscheibe
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein
derartiger, aus der
DE
298 24 696 U1 bekannter Schutzschalter weist eine Bimetallschnappscheibe
auf, die an einem Bimetallanschluss fixiert ist. Dieser ist innerhalb
eines Gehäusesockels neben einem Festkontaktanschluss angeordnet.
Der Gehäusesockel ist mittels einer z. B. aus Kunststoff
oder Metall bestehenden Kappe abdeckbar. Die Bimetallschnappscheibe
trägt einen Bimetallkontakt, der gehäuseintern
mit einem Festkontakt des Festkontaktanschlusses in kontaktierender Überdeckungsstellung
liegt.
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Im
Falle einer beispielsweise durch einen Überstrom hervorgerufenen
Kontaktöffnung durch Aufschnappen oder Aufbiegen der Bimetallschnappscheibe
verfährt ein mittels eines Federelementes federbelasteter
Trennschieber zwischen die Kontakte. Dadurch wird auch nach Abkühlen
der Bimetallschnappscheibe deren Zurückschnappen in die
kontaktierende Schließstellung verhindert. Ein Stromkreis,
in den der Schutzschalter als Sicherungselement eingesetzt ist,
bleibt dann unterbrochen.
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Ein
solcher Schutzschalter wird insbesondere als Sicherungselement in
Stromkreisen eines Kraftfahrzeuges verwendet und dazu in entsprechende
Flachsicherungssockel des Kraftfahrzeuges eingesteckt. Weitere Anwendungsbereiche
derartiger Schutzschalter mit Bimetallschnappscheibe sind in elektrischen
Haushaltsgeräten o. dgl. möglich.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hinsichtlich einer Auslöseerkennung
verbesserten Schutzschalter anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
die Merkmale des Anspruchs 1. Dazu ist ein beleuchteter Druckknopf
vorgesehen, der gehäuseintern mit dem Trennelement verbunden
ist. Dadurch wird einerseits eine Auslösung des Schutzschalters
optisch in Form eines von außen sichtbaren Lichtsignals
angezeigt. Zudem kann andererseits infolge der Kopplung des beleuchteten
Druckknopfs mit einem sich im Auslösefall zwischen die
Kontakte verschiebenden Trennelement von außen die gegenüber
einer fehlerfreien Normalposition um den Verfahrweg des Trennelementes
weiter aus dem Schaltergehäuse herausragende Druckknopfposition
auch mechanisch oder manuell erfasst werden. Der Druckknopf dient
zudem durch dessen Betätigung zur Rückführung
des Trennelementes aus der Kontakttrennstellung heraus, so dass
die Kontakte infolge der Federkraft der Bimetallschnappscheibe in
die Kontaktstellung gelangen.
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Gehäuseintern,
d. h. bei einem mittels einer Gehäusekappe abdeckbaren
Gehäusesockels innerhalb des Gehäusesockels, ist
der Druckknopf mit dem schieberartig ausgebildeten Trennelement
mechanisch gekoppelt. Dazu ist eine Rast- oder Schnappverbindung
vorgesehen. Dabei trägt zweckmäßigerweise
der Druckknopf mindestens einen, vorzugsweise zwei Rastarme mit
endseitigen Rastnocken, die zur Herstellung der Rast- bzw. Schnappverbindung
in entsprechende Rastausnehmungen des Trennelementes eingreifen.
Auch können die Rastnocken am Trennelement und die Rastausnehmungen
am Druckknopf vorgesehen sein.
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Zur
Beleuchtung des Druckknopfes ist ein elektrisches Leuchtelement,
beispielsweise eine Lampe oder Leuchtdiode, vorgesehen. Das Leuchtelement
ist im Gehäuse oder Gehäusesockel ortsfest angeordnet.
Dabei kann das Leuchtelement gehäuseintern zwischen den
Bimetallanschluss und den Festkontaktanschluss geschaltet sein.
Bei dieser Verschaltungsvariante wird das Leuchtelement bei ausgelöster
Bimetallschnappscheibe stromdurchflossen, so dass im AUS-Zustand,
d. h. bei ausgelöstem Schutzschalter der Druckknopf beleuchtet
ist.
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Gemäß einer
alternativen Verschaltungsvariante ist das Leuchtelement mit dessen
einem Anschluss gehäuseintern mit dem Bimetallanschluss kontaktiert,
während der zweite Anschluss des Leuchtelements aus dem
Gehäusesockel herausgeführt ist. Bei dieser Variante,
bei der der nach außen geführte Leuchtelementanschluss
beispielsweise mit einem Neutralleiter eines Stromnetzes verbunden
ist, ist das Leuchtelement im Normalzustand, d. h. bei kontaktierender Überdeckungsstellung
der Kontakte und entsprechender äußerer Verdrahtung
des Schutzschalters stromdurchflossen, so dass der Druckknopf im
EIN-Zustand leuchtet und bei einer Kontaktöffnung (AUS-Zustand)
unbeleuchtet ist.
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Das
Leuchtelement ist innerhalb des Gehäuses bzw. Gehäusesockels
im Bereich einer Materialaussparung des Druckknopfes angeordnet.
Durch diese Materialaussparung ist entlang des Druckknopfes ein
Knopfschaft und ein diesen überragender Knopfabschnitt
gebildet, der auch bei einer Kontaktöffnung das Leuchtelement
stets zumindest teilweise überragt. Die Schaftlänge
ist dabei an den Verfahrweg des mit dem Druckknopf gekoppelten Trennelementes
angepasst, so dass sich der Druckknopf mit dessen Knopfschaft berührungslos
entlang des ortsfesten Leucht-elementes bewegen oder verschieben kann.
Dabei vergrößert sich der zwischen dem Knopfabschnitt
und dem Leuchtelement gebildete Abstand im Auslösefall
um den Verfahrweg des Trennelement bzw. des mit diesem gekoppelten Druckknopfes.
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Der
Druckknopf und das im Auslösefall zwischen die Kontakte
verfahrende Trennelement bilden im verrasteten Koppelzustand einen
zweiteiligen Trennschieber, für dessen beiden Teile zweckmäßigerweise
unterschiedliche Materialien verwendet werden. So besteht das Trennelement,
das im Einbauzustand am Bimetallkontakt und/oder am Festkontakt
anliegt, aus einem sehr temperaturbeständigen, d. h. wärmeformbeständigen
Kunststoff, zweckmäßigerweise aus Duroplast. Dem
gegenüber besteht der Druckknopf aus einem transparenten
Material, vorzugsweise aus einem transparenten Kunststoff. Dadurch
ist sichergestellt, dass das von dem Leuchtelement ausgesendete
Licht über den Knopfschaft und/oder den diesen überragenden
Knopfabschnitt des Druckknopfes nach außen gelangt.
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Zur
Erzielung eines möglichst hohen Vorfertigungsgrades mit
einer möglichst geringen Anzahl von Einzelteilen sind der
Festkontaktanschluss und der Bimetallanschluss als identische Flachkontakte ausgebildet.
In deren mittleren Bereich sind diese muldenartig ausgekröpft.
Die dadurch gebildete Mulde wird dann entweder zur Befestigung der
Bimetallschnappscheibe oder zur Aufnahme des Festkontaktes verwendet.
Dazu werden die beiden identischen Flachkontakte – bezogen
auf deren Längsachse – um 180° gegeneinander
verdreht in den Gehäusesockel eingesetzt und dort zweckmäßigerweise
mittels Anschlussnieten fixiert. Bei Verwendung von Rohr- oder Hohlnieten übernehmen
diese die weitere Funktion der kontaktierenden Aufnahme der Anschlüsse
bzw. des einzelnen Anschlusses des Leuchtelementes.
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Die
mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass durch eine in einen Druckknopf eines über diesen von
außen betätigbaren Trennschieber eines Schutzschalters
mit Bimetallschnappscheibe integrierte Beleuchtung in einfacher
Art und Weise eine zuverlässige Auslöseerkennung
erreicht wird. Der Druckknopf übernimmt somit eine Doppelfunktion,
die einerseits in der durch dessen Betätigung bewirkte
Rückführung des Trennelementes aus der Kontakttrennstellung
und andererseits in einer optischen Signalisierung eines beispielsweise überstrombedingten
Auslösefalls des Schutzschalters besteht.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer
Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 und 2 jeweils
einen Schutzschalter mit Bimetallschnappscheibe und beleuchtetem Druckknopf
bei abgedecktem bzw. abdeckungsfreiem Gehäusesockel,
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3 den
Schutzschalter nach 1 in einer Explosionsdarstellung
mit in Druckknopf und Trennelement entkoppeltem Trennschieber,
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4 und 5 den
Trennschieber in Seiten- bzw. Vorderansicht, und
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6 und 7 zwei
unterschiedliche Schaltungsvarianten eines in den Gehäusesockel eingesetzten
Leuchtelementes.
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Einander
entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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Der
Schutzschalter 1 gemäß den 1 bis 3 umfasst
einen mit einer Gehäusekappe 2 abdeckbaren Gehäusesockel 3,
in dem parallel nebeneinander liegend ein Bimetallanschluss 4 und
ein Festkontaktanschluss 5 angeordnet sind. Die anschlussseitig
mit deren Anschlussenden 4a und 5a aus dem Gehäusesockel 3 herausgeführten
Anschlüsse 4 bzw. 5 sind innerhalb des
Gehäusesockels 3 mit Hohlnieten 6 befestigt.
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Wie
aus 3 ersichtlich ist, sind die Anschlüsse 4 und 5 als
gleichartige Flachkontakte ausgeführt und unter Bildung
einer Mulde 4b, 5b abgekröpft. Im jeweiligen
Muldenscheitel sind die Anschlüsse 4b, 5b mit Öffnungen 7 versehen.
Im Einbauzustand dienen die Öffnungen 7 bei dem
Bimetallanschluss 4 zur Befestigung einer Bimetallschnappscheibe 8 mittels
eines Nietes 9 und beim Festkontaktanschluss 5 zur
Aufnahme eines Festkontaktes 10. Die Bimetallschnappscheibe 8 trägt
an deren dem Bimetallanschluss 4 abgewandten Kontaktende 11 einen
Bimetallkontakt 12. Dieser ist im Einbauzustand in kontaktierender Überdeckungsstellung
mit dem Festkontakt 10 (2).
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Innerhalb
des zweckmäßigerweise aus Kunststoff bestehenden
Gehäusesockels 3 ist zwischen dem Bimetallanschluss 4 und
dem Festkontaktanschluss 5 ein zweiteiliger Trennschieber 13 angeordnet.
Dieser besteht aus einem L-förmigen Trennelement 14 und
einem mit diesem mechanisch gekoppelten Druckknopf 15.
Eine hierzu vorgesehene Rast- oder Schnappverbindung ist durch zwei
im Ausführungsbeispiel am Druckknopf 15 vorgesehene Rastarme 16 gebildet,
die freiendseitig einander zugewandte Nocken 16a tragen.
Mittels der Rastarme 16 wird der Druckknopf 15 auf
das Trennelement 14 aufgeschnappt, wobei die Rastnocken 16a in
korrespondierende Rastausnehmungen 17 des Trennelementes 14 eingreifen.
Dies ist vergleichsweise deutlich aus 5 ersichtlich.
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Wie 4 in
einer Seitenansicht des Trennschiebers 13 zeigt, weist
der Druckknopf 15 unter Bildung eines Knopfschaftes 15a und
eines diesen überragenden Knopfabschnitts 15b eine
Materialaussparung 18 auf. In dieser liegt im Montageendzustand
ein Leuchtelement 19, beispielsweise eine Leuchte oder
eine Leuchtdiode. Der Druckknopf 15 besteht aus einem transparenten
Material, vorzugsweise aus transparentem Kunststoff.
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Das
Leuchtelement 19 ist in jeder sich in Richtung des Pfeils 20 (4)
erstreckenden Verfahrstellung des Trennschiebers 13 vom
Knopfabschnitt 15b des Druckknopfes 15 zumindest
teilweise derart überdeckt, dass in jeder Stellung des
Trennschiebers 13 das von dem Leuchtelement 19 ausgesendete
Licht über den Knopfschaft 15a und/oder den Knopfabschnitt 15b des
Druckknopfes 15 nach außen, d. h. nach außerhalb
des Schaltergehäuses 2, 3 gelangt.
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Der
Trennschieber 13 hat die Funktion, im Falle des beispielsweise
durch einen Überstrom ausgelösten Schutzschalters 1,
in dessen Folge sich durch Öffnen oder Aufbiegen der Bimetallschnappscheibe 8 das
Kontaktende 11 mit dem Bimetallkontakt 12 vom
Festkontakt 10 wegbewegt, zwischen die beiden Kontakte 10, 11 zu
verfahren. Dazu ist der Trennschieber 13 mit einem Federelement 21 federbelastet.
Das Federelement 21 stützt sich dabei einerseits
an der dem Druckknopf 15 abgewandten Unterseite 22 des
Trennelementes 14 und andererseits am Gehäusesockel 3 ab.
Die elektrisch isolierende Trennfunktion übernimmt der
quer zur Schafterstreckung des Druckknopfes 15 verlaufende
Trennschenkel 14a des Trennelementes 14, der rechtwinklig
in den die Rastausnehmungen 17 tragenden Schaft 14b des
Trennelementes 14 übergeht.
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Das
Trennelement 14 selbst besteht aus einem temperatur- oder
wärmeformbeständigen Kunststoffmaterial, vorzugsweise
aus einem Duroplast. Grund hierfür ist, dass das Trennelement 14 stets
zumindest in annäherndem Berührungskontakt mit
den im Betrieb stromführenden Kontakten 10, 12 steht.
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Im
in 2 dargestellten auslösefreien EIN-Zustand
des Schutzschalters 1 liegt der Trennschenkel 14b des
Trennelementes 14 auf der dem Druckknopf 15 abgewandten
Unterseite der Kontakte 10, 12 an diesen an. Im
Auslösefall, bei dem sich infolge eines Aufbiegens oder
Aufschnappens der Bimetallschnappscheibe 8 der Bimetallkontakt 12 vom Festkontakt 10 abhebt,
wird infolge der durch das Federelement 21 bewirkten Federkraft
der Trennschieber 13 in Verfahrrichtung 20 verschoben
und unter Bildung eines Widerlagers oder Anschlags innerhalb des
Gehäusesockels 3 exakt zwischen die beiden Kontakte 10, 12 geführt.
Dadurch sind diese mechanisch zueinander beabstandet und gegeneinander elektrisch
isoliert.
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Infolge
dieser Schiebebewegung des Trennschiebers 13 wird der Druckknopf 15 aufgrund
dessen Kopplung mit dem Trennelement 14 um denselben Verfahrweg
in Verfahrrichtung 20 verschoben und dabei um diese Wegstrecke über
die Gehäusekappe 2 nach außerhalb des
Schaltergehäuses 2, 3 geführt.
In dieser Auslöseendstellung des Trennschiebers 13 überragt
der Druckknopf 15 eine auf die Gehäusekappe 2 aufgesetzte
domartige Knopfhülse 23. Diese kann einstückiger
Bestandteil der Gehäusekappe 2 oder als separates
Teil auf diese aufgeschnappt sein.
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Im
Auslösefall bleibt die Trennung der Kontakte 10, 12 aufgrund
des dazwischengeschobenen Trennschiebers 13 so lange bestehen,
bis durch Niederdrücken des Druckknopfes 15 in
Gegenrichtung zur Verfahrrichtung 20 das Trennelement 14 verschoben
wird. Infolge der Federkraft der Bimetallschnappscheibe 8 nach
deren Abkühlen wird dadurch bedingt der Bimetallkontakt 12 erneut
gegen den Festkontakt 10 gepresst. In dieser kontaktierenden Überdeckungsstellung
wird der Trenn schieber 13 in dessen rückgeführter
Ausgangsstellung gehalten, die dem EIN-Zustand des Schutzschalters 1 entspricht.
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Gemäß der
in 2 vergleichsweise deutlich sichtbaren Verschaltung
des Leuchtelementes 19 ist ein erster Anschluß 19a über
einen ohmschen Widerstand 24 aus dem Gehäusesockel 3 unter
Bildung eines externen Versorgungsanschlusses 25 herausgeführt.
Der Versorgungsanschluß 25 ist dabei zweckmäßigerweise
auf derselben Gehäuseseite des Gehäusesockels 3 herausgeführt,
auf der auch die Anschlussenden 4a, 5a der Anschlüsse 4 bzw. 5 liegen.
Der weitere Anschluss 19b des Leuchtelementes 19 ist
in die den Bimetallanschluss 4 innerhalb des Gehäusesockels 3 fixierende
Hohlniete 6 geführt und über diese mit
dem Bimetallanschluss 4 elektrisch kontaktiert, z. B. mit
der Hohlniete 6 steckkontaktiert oder verlötet.
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Bei
dieser in 6 blockschaltartig dargestellten
Verschaltungsvariante, bei der der nach außen geführte
Leuchtelementanschluss 19a beispielsweise mit einem Neutralleiter
eines Stromnetzes verbunden ist, ist das Leuchtelement 19 im
Normalzustand, d. h. bei kontaktierender Überdeckungsstellung
der Kontakte stromdurchflossen. Bei entsprechender externer Verdrahtung
leuchtet dadurch der Druckknopf im EIN-Zustand und ist im AUS-Zustand bei
geöffneten Kontakten 10, 12 unbeleuchtet.
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Gemäß einer
weiteren Verschaltungsvariante nach 7 kann das
Leuchtelement 19 in nicht näher dargestellter
Art und Weise auch ausschließlich gehäuseintern
verdrahtet sein. Dazu ist der gemäß der Variante
nach den 2 und 6 nach außen
geführte Anschluss 19a des Leuchtelementes 19 analog
zur Steckkontaktierung des Anschlusses 19b in die den Festkontaktanschluss 5 fixierende Hohlniet 6 elektrisch
kontaktierend geführt. Dabei kann die Einschaltung des
Leuchtelementes 19 wiederum mit einer Serienschaltung aus
dem ohmschen Widerstand 24 und dem Leuchtelement 19 zwischen den
Bimetallanschluss 4 und den Festkontaktanschluss 5 geschaltet
sein. Bei dieser Verschaltungsvariante wird das Leuchtelement 19 bei
ausgelöster Bimetallschnappscheibe 8 strom durchflossen,
so dass im AUS-Zustand der Druckknopf 15 beleuchtet und
im EIN-Zustand unbeleuchtet ist.
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Bei
beiden Verschaltungsvarianten, insbesondere aber bei der Verschaltungsvariante
nach den 2 und 6, kann
anstelle einer offenen Verdrahtung von Leuchtelement 19 und
Widerstand 24 dieser und die zwischen diesem und dem Anschluss 19a gebildete
Lötstelle mit einem (nicht dargestellten) Schrumpfschlauch überzogen
sein. Dadurch wird eine unerwünschte elektrische Kontaktierung
sicher vermieden.
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Der
beschriebene Schutzschalter 1 mit beleuchtetem Druckknopf 15 eignet
sich für eine Vielzahl von Anwendungsbereichen, beispielsweise
als Motor-, Transformator- oder Kabeltrommelschutz.
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- 1
- Schutzschalter
- 2
- Gehäusekappe
- 3
- Gehäusesockel
- 4
- Bimetallanschluss
- 4a
- Anschlussende
- 4b
- MuldeFestkontaktanschluss
- 5a
- Anschlussende
- 5b
- Mulde
- 5
- Hohlniet
- 6
- Öffnung
- 7
- Bimetallschnappscheibe
- 8
- Niet
- 9
- Festkontakt
- 10
- Kontaktende
- 11
- Bimetallkontakt
- 12
- Trennschieber
- 13
- Trennelement
- 14a
- Trennschenkel
- 14b
- Schaft
- 14
- Druckknopf
- 15a
- Knopfschaft
- 15b
- Knopfabschnitt
- 15
- Rastarm
- 16a
- Rastnocke
- 16
- Rastausnehmung
- 17
- Materialaussparung
- 18
- Leuchtelement
- 19a,
b
- Anschluss
- 19
- Pfeil/Verfahrrichtung
- 20
- Federelement
- 21
- Unterseite
- 22
- Knopfhülse
- 23
- Widerstand
- 24
- Anschluss
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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