DE2056446B2 - Ein-Aus-Schalter mit Freiauslösung - Google Patents

Description

2a tragen, die in Ausnehmungen 16, lc im unteren Teil der Gehäusehälfte angeordnet und durch einen. Abstandshalter 3 aus Isoliermaterial voneinander getrennt sind.

Eine Führungsbuchse 4, die im oberen Teil des Gehäuses angeordnet ist und einen iiiit Außengewinde versehenen Abschnitt besitzt, so daß das Schaltgerät mittels einer Mutter an einer Tafel befestigt werden kann. Diese Führungsbuchse 4 ist in axialer Richtung durch eine Metallplatte 5 in ihrer Lage gesichert, welche ihrerseits am Gehäuse durch vier umgebogene und durchbohrte Lappen 5a befestigt ist, die in Ausnehmungen Id des Gehäuses eingelassen sind; in Drehrichtung ist die Führunjjsbuchse 4 durch diametral sich gegenüberliegende Abflachungen 4a' gesichert, durch die ein Anschlag 4a (Fig.3) gebildet wird. Die Führungsbuchse ist mit einer kleinen Nut 46 versehen, wodurch ihre Wandstärke dort reduziert ist und das Ausdrucken eines Keiles 4cermöglicht ist

Ein Betätigungsknopf, der aus drei verschiedenfarbigen Isolierstoffteilen 6,7,8 zusammengebaut ist, wobei beispielsweise ein Knopf 6 rot, ein Stück 7 grün und ein Ring 8 weiß sind. Durch diese unterschiedlichen Farben kann der Funktionszustand des Schalters visuell erkannt werden. Eine Nut 7a, in welche der Keil 4c eingreift, dient zur Führung des Betätigungsknopfes in der Führungsbuchse 4.

Eine aus Stahlblech gestanzte Stößelplatte 9, welche vom oberen Teil des Stückes 7 eingefaßt und mit dieser durch einen Stift 10 starr verbunden ist Die Stößelplatte 9, die in der Trennebene des Gehäuses liegt, besitzt in ihrem unteren Teil eine geneigt verlaufende Aussparung 9a.

Ein bewegliches Chassis 11, weiches aus zwei gestanzten und gebogenen, symmetrischen Winkelstükken besteht, die unter Verwendung von zwei Zwischenstücken 12,13 T-förmig zusammengebaut sind. Bei dem Zwischenstück 12 handelt es sich um einen einfachen, mit Anschlagschultern versehenen Bolzen, dessen Enden getrieben sind; das Zwischenstück 13 (Fig.4), welches mit dem Chassis durch zwei Nieten 13c verbunden ist, besitzt einen axialen Einschnitt 13a und ein Gewindeloch 136. Der Schenkel 11a (F i g. 2) besitzt einen durch Stanzen gebildeten Vorsprung 116, der in eine axiale Nut Ie der entsprechenden Gehäusehälfte eingreift und die vertikale Führung des Chassis sicherstellt; der Schenkel lic besitzt eine Aussparung lld doppelter Nüigung und einen als Schwanenhals He ausgebildeten Abschnitt

Ein Steuerarm 14, der aus zwei übereinander liegenden Laschen besteht, welche den unteren Teil der Stößelplatte 9 zwischen sich einschließen und welche jeweils über einen Bolzen an ihren Enden miteinander verbunden sind. Der obere oder Rückhaltebolzen IS, der die geneigte Aussparung 9a durchsetzt, erfährt eine radiale Kraftkomponenie (in der Zeichnung nach links), wenn der Knopf 6 betätigt wird; der untere oder Steuerbolzen 16 greift mit seinen Enden jeweils in die doppelt geneigten Aussparungen 11 dein.

Ein Führungsglied 17 für den Rückhaltebolzen 15, welches aus Isoliermaterial gegossen ist, und eine aus Stahlblech gestanzte Rückhalteplatte 18. Diese beiden Teile liegen nebeneinander unter der Führungsbuchse 4 und sind auf Grund ihrer oktogonalen Form in geeigneter Weise im Gehäuse positioniert. Wie aus der Aufsicht nach F i g. 3 ersichtlich, bilden diese einen zentralen Kanal 17a, 18a, durch welchen die Stößelplatte 9 und die Laschen 14 hindurchpassen, während sie eine Sperre für den Rückhaltebolzen 15 bilden. An jeder Seite dieses Kanals befinden sich Rampen 176, weiche seitliche Kanalerweiterungen 17c; We bilden, durch die der Rückhakebolzen 15 hindurchgehen kann. Vie»· Anschläge I7d erbringen eine Zentrierung einer Feder 19 für die Isolierstoffteile 6,7,8; zwei am unteren Ende des Knopfes angeordnete Nuten 76 sorgen dafür, daß der Knopf am Ende seiner Abwärtsbewegung nicht auf die Schultern 17edes Führungsgliedes 17 auftrifft

Eine aus Stahlblech gestanzte Klinke 20, welche um eine Achse 21 schwenkbar ist, die in den beiden Schenkeln lic des beweglichen Chassis abgestützt ist Diese Klinke besitzt auf der einen Seite eine Lagernase 20a und auf der anderen Seite eine Haltenase 206, welche den Steuerbolzen 16 festhalten kann, damit dieser auf das bewegliche Chassis einwirken kann. Ferner besitzt die Klinke noch einen Fangfinger 20c, welcher den Steuerbolzen 16 auffängt, nachdem eine thermische Auslösung erfolgt ist (F i g. 6).

Einen aus Blech gestanzten Entriegelungshebel 22, der um eine Achse 23 schwenkbar ist, die in den Schenkeln des beweglichen Chassis gelagert ist und der gegenüber diesen Schenkeln durch zwei Unterlegscheiben 24 zentriert ist. Der Hebel liegt mit einer Nase 226 unter dem Druck einer Spiral- oder Schenkelfeder 25 auf einem Isolierst.ück 26 auf, welches an einem Bimetallstreifen 27 befestigt ist, wobei dieses je nach seiner Stellung die Winkellage einer Haltenase 22a des Entriegelungshebels, bestimmt, die folglich mit der Lagernase 20a der Klinke 20 (F i g. 5 und 6) zusammenwirken kann oder nicht.

Ein Kontaktträger-Isolierstück 28 mit einem Ansatz 28a, der in den Bereich zwischen den Schwanenhälsen He des beweglichen Chassis eingreift und mit zwei seitlichen Scheiben 286, die jeweils an den Außenflächen der Schenkel 11 des Chassis anliegen.

Eine aus Blech gestanzte und gebogene Montageplatte 29, welche das Kontaktträger-Isolierstück 28 trägt Diese kreuzförmige Montageplatte 29 besitzt zwei durch Stanzen hergestellte Vorsprünge 29a, die in die Nuten Ie des Gehäuses eingreifen, und trägt ferner eine Stange 30 zur Zentrierung einer Feder 31, die axial im Abstandshalter 3 aufgenommen ist und eine Rückstellfeder für das bewegliche Chassis darstellt (F i g. 2 und 3).

Zwei flexible, S-förmige Zungen 32, die jeweils in ihrer Mitte an den Scheiben 286 des Kontaktträger-Isolierstückes 28 über eine Niete 33 (F i g. 5) befestigt sind. Jede Zunge trägt an ihrem unteren Ende ein bewegliches Kontaktstück 32a, das auf das entsprechende Festkontaktstück "la ausgerichtet ist

Ein Bimetallstreifen 27, welches aus einem U-förmigen, das Chassis; umschließenden Bimetallstreifen besteht, der mit seinen freien Enden jeweils mit den oberen Enden der Flexiblen Zungen 32 unter Bildung eines elektrischen Kreises verbunden ist.

Eine Kompensalicnseinrichtung für die Umgebungstemperatur, welche aus zwei identischen, doppelt gekröpften Bimetallstreifen 34 besteht welche an einem Ende jeweils durch eine Niete 35 an der Verbindungsstelle von Bimetallstreifen 27 und flexiblen Zungen 32 festgeklemmt sind und welche an ihrem anderen Ende mechanisch zwischen zwei Isolierplatten 36, 37 eingekle.nmt sind, die an ihrer Einspannstelle leicht gekrümmt sind (Fig.5), damit die Bimetallstreifen 34 eine eventuelle, thermisch bedingte Auslenkung ausführen können. Die obere Isolierplatte 36 trägt einen Anschlagteil 36a (Fig.2), welcher den Abstand zwischen diesen Bitnetallstreifen 34 sicherstellt.

Eine Blattfeder 38 und eine Einstellschraube 39, durch welche die Kompensationseinrichtung elastisch und in einer ihrem Eigengewicht entsprechenden Stellung gegenüber dem beweglichen Chassis gehalten wird. Man kann folglich durch eine axiale Verstellung der Einstellschraube 39 den Bimetallstreifen 27 biegen oder nicht und hierdurch die Stellung des Entriegelungshebels 22 verändern. Dies trifft ebenfalls zu, wenn sich die Umgebungstemperatur ändert, wobei die Auslenkung der Bimetallstreifen 34 den gleichen Effekt erbringt wie eine Verstellung der Einstellschraube 39.

Die vorstehende Beschreibung läßt die einfache Montierbarkeit des Schaltgerätes erkennen. Fast alle seine Bauteile können außerhalb des Gehäuses zusammengebaut werden. Di< Eichung erfolgt teils beim Zusammenbau durch optische Kontrolle, teils nach der Montage mittels eines Werkzeuges, welches durch eine im Gehäuse vorgesehene Öffnung (nicht gezeigt) eingeführt wird, wonach die öffnung dann verschlossen wird.

Das Schaltgerät arbeitet wie folgt. Im Ruhezustand nehmen die Bauteilr die in Fig. 1 gezeigte Stellung ein. Der Ruhezustand is. am Betätigungsknopf zu erkennen, bei dem die verschiedenfarbigen Zonen sichtbar sind.

Beim Drücken des Betätigungsknopfes wird der Rückhaltebolzen t5 durch eine radiale Kraftkomponente, die durch die Neigung der Aussparung 9a entsteht, nach links gedrückt, wobei der Rückhaltebolzen auf die seitlichen Rampen 176 gelangt und durch die seitlichen Kanalerweiterungen 17c, 18c unter die Rückhalteplatte 18 gleitet, die ein Wiederhochgehen verhindert. Gleichzeitig trifft der Steuerbolzen 16 auf die Haltenase 20b der Klinke 20 auf, wodurch sich diese dreht, bis ihre Lagernase 20a sich auf der Haltenase 22a des Entriegelungshebels 22 abstützt, und solange der Steuerbolzen 16 durch die Haltenase 206 gehalten ist, teilt der Steuerbolzen seine Bewegung dem Chassis 11 mit, welches nach unten gedrückt wird. Nach der Verriegelung, d. h. nachdem der Rückhaltebolzen 15 sich unter der Rückhalteplatte 18 (F i g. 5) befindet, ist nun auch die rote Zone des Betätigungsknopfes sichtbar, und der elektrische Strom fließt von der Klemme 2 über die eine oder andere flexible Zunge 32, den U-förmigen Bimetallstreifen 27 und die andere flexible Zunge 32 zu der zweiten Klemme 2.

Wenn man bei eingeschaltetem Gerät an dem Betätigurigsknopf zieht, erfährt der Rückhaltebolzen 15 diesmal eine nach rechts gerichtete radiale Kraftkomponente, die bei einem entsprechend starken Zug ausreicht, daß der Rückhaltebolzen 15 durch die seitlichen Kanalerweiterungen 17c, 18c hindurch zurückkehrt, und alle Teile des Schalters kehren auf Grund der sich entspannenden Federn 19, 31 schlagartig in ihren Ruhezustand zurück. Wenn bei eingeschaltetem Gerät die Stromstärke ansteigt, hebt sich der Bimetallstreifen 27 an, welcher das Isolierstück 26 trägt, und die Drehstellung des Entriegelungshebels 22 ändert sich. Sobald eine Hebelstellung vorliegt, bei welcher die Haltenase 22a die Lagernase 20a freigibt, dreht sich die Klinke 20 unter der Einwirkung des Steuerbolzens 16, welcher von der Haltenase 20i» freikommt und in den doppeltgeneigten Aussparungen lic/läuft, während das Chassis 11 schlagartig unter der Wirkung der Feder 31 nach oben zurückkehrt. F i g. 6 zeigt das Gerät gerade in dem Augenblick, in dem diese Unterbrechung erfolgt ist, wobei jedoch der Betätigungsknopf aus irgend einem Grunde in der Einschaltstellung gehalten ist. Wenn diese Hinderung beseitigt ist, erfolgt eine zweite Trennung auf Grund der Feder 19, die die Stößelplatte 9 nach oben hin belastet mit der Folge, daß der Rückhaltebolzen 15 zu den seitlichen Kanalerweiterungen 17c, 18c bewegt wird, wodurch die Rückholung des Betätigungsknopfes und der Laschen 14 sichergestellt wird. Hierbei trifft der Steuerbolzen 16 auf den Fangfinger 20c auf, wodurch die Lagernase 20a wieder unter die Haltenase 22a gebracht wird, um das Gerät wieder erneut einschalten und verriegeln zu können. Es ist jedoch festzustellen, daß jeder Einschaltversuch erfolglos bleibt, solange sich der Bimetallstreifen 27 nicht so stark abgekühlt hat, daß die Haltenase 22a erneut die Lagernase 20a festhält.

Man erkennt ferner, daß die Festkontaktstücke 2a und beweglichen Kontaktstücke 32a im Augenblick der Auslösung aufeinander gleiten, so daß durch die Gleitbewegung ein Bruch von Mikro-Schweißungen und eine Selbstreinigung der Kontaktstücke erfolgen kann.

Schließlich ist zu erkennen, daß im eingeschalteten Zustand (Fig.5) das Kraftmoment, welches von dem Steuerbolzen 16 auf die Klinke 20 übertragen wird, in eine einfache Reibungskraft am Anlagepunkt der Berührungsstelle der Lager- und Haltenasen 20a, 22a umgewandelt wird und daß diese Kraft durch eine sehr geringe Kraft überwunden werden kann, die auf den zwischen der Achse 23 und der Nase 22b des Entriegelungshebels 22 liegenden Hebelarm ausgeübt wird. Man sieht also, daß die Empfindlichkeit sehr groß sein kann und daß ein Stoß, der auf eine Drehung des Entriegelungshebels 22 im Uhrzeigersinn gerichtet ist, eine Auslösung bewirken könnte. Die Spiral- oder Schenkelfeder 25 (Fig. 1), die den Entriegelungshebel 22 im Gegenuhrzeigersinn belastet, verhindert jedoch eine ungewollte Auslösung.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einpoliger, handbetätigter Ein-Aus-Schalter mit Freiauslösung, der ein mit zwei Festkontaktstücken versehenes isoliergehäuse und einen daraus vorstehenden, verschiebbar geführten Schaltstößel aufweist welcher durch Rückhalteglieder in der Einschaltstellung festhaltbar ist, ferner mit zwei zum Zusammenwirken mit den festen Kontaktstücken bestimmte bewegliche Kontaktstücke, die durch einen U-förmigen, durch seine Verformung die Freiauslösung bewirkenden Bimetallstreiten miteinander verbunden sind, weiterhin mit einer Verriegelungseinrichtung zum Festlegen der beweglichen Kontaktstücke in der Einschaltstellung, zu deren Freigabe eine durch den Bimetallstreifen betätigbare Entriegelungseinrichtung vorgesehen ist, ferner mit Verbindungsgliedern zwischen dem Stößel und den beweglichen Kontaktstücken sowie mit elastischen Rückholgliedern zur Rückführung des Stößels, der beweglichen Kontaktstücke und des Bimetall-Streifens in die Offenstellung des Schalters, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Kontaktstücke (32a) der Bimetallstreifen (27), die Verriegelungseinrichtung (Klinke 20) und die Entriegelungseinrichtung (Entriegelungsnebel 22) auf einem gemeinsamen Chassis (11) montiert sind, das in dem Gehäuse (1) in der Schaltrichtung des Schaltstößels (6,7,8) beweglich gelagert ist.

2. Ein-Aus-Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Chassis (U) in der Einschaltstellung durch einen Steuerbolzen (16) festhaltbar ist, der in einer in dem Chassis (11) ausgebildeten, doppelt geneigten Aussparung (Huf) beweglich und durch eine Haltenase (20b) festhaltbar ist, die in einer schwenkbar auf dem Chassis (11) angebrachten Klinke (20) ausgebildet ist, wobei der Steuerbolzen (16) mit einem Steuerarm (14) verbunden ist, welcher mit einem Rückhaltebolzen (15) ausgestattet ist, der eine geneigte Aussparung (9a) durchquert, die in einer mit dem Schaltstößel (6, 7, 8) verbundenen Stößelplatte (9) angeordnet ist, wobei der Rückhaltebolzen (15) in der Einschaltstellung durch eine Rückhalteplatte (18) festhaltbar ist, die ihrerseits in dem Gehäuse (1) befestigt und mit einem Durchtrittsraum für den Durchgang des Rückhaltebolzens (15) versehen ist, wodurch die Klinke (20) im Zusammenwirken mit dem schwenkbar auf dem Chassis (11) montierten und gegen den Bimetallstreifen (27) abgestützten Entriegelungshebel (22) nur durch einen geringen Teil der von den elastischen Rückholgliedern (19, 31) aufgebrachten Kraft beaufschlagt ist, die hauptsächlich in Richtung des Steuerarmes (14) wirkt.

Die Erfindung bezieht sich auf einen einpoligen, handbetätigten Ein-Aus-Schalter mit Freiauslösung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Derartige Schalter (CH-PS 3 48 998, GB-PS 11 49 358) sind relativ störanfällig, nicht immer funktionssicher und in ihrer Herstellung aufwendig wegen der bei der Herstellung einzuhaltenden engen Fertigungstoleranzen. Bei derartigen Schaltern können auf das Schaltergehäuse einwirkende Kräfte zur Ausschaltung des Schalters führen. Darüber hinaus ist die von dem Bimetallstreifen zu überwindende Kraft zur Selbstauslösung sehr groß. Bei dem Schalter nach der CH-PS 3 48 998 befindet sich die Verriegelungseinrichtung unmittelbar an dem zu betätigenden Schaltstößel, so daß die gesamte Einschaltkraft der Kontaktstücke bei einer gewünschten Ausschaltung bei Überbelastung durch den Bimetallstreifen zu überwinden ist, was dazu führt, daß der Schalter entweder relativ unempfindlich gegen Stromüberbelastung ist oder aber der Kontaktdruck zwischen ίο beweglichen und ortsfesten Koiitaktstücken sehr gering ist. Darüber hinaus können auf den Schaltstößel einwirkende Kräfte zu einer ungewollten Entriegelung des eingeschalteten Schalters führen. Bei der GB-PS 11 49 358 ist der Bimetallstreifen am Schaltergehäuse is und einer Anschlußklemme festgelegt, so daß eine auf das Gehäuse oder die Anschlußklemme wirkende Kraft zu einer Entriegelung -aes Schalters führen kann. Die vom Bimetallstreifen zu überwindende Kraft bei der Selbstauslösung des Schalters ist daher relativ groß und der Schalter spricht daher träge bei einer Überbelastung an.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der unempfindlich gegenüber Stößen und Vibriationen ist und dessen Bimetallstreifen mit geringer Kraft die Verriegelungseinrichtung in ihre Freigabestellung überführen kann.

Dies wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst
Die Anordnung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 erlaubt eine äußerst exakte Positionierung der verschiedenen Teile zueinander. Darüber hinaus kann die Funktion des erfindungsgemäßen Schalters nicht durch Stöße oder durch Verformungen des Gehäuses oder Verlagerungen der ortsfesten Anschlußklemmen beeinträchtigt werden, wodurch sich zugleich eine wesentliche Verbesserung der Betriebssicherheit wie auch eine kostensparende Herstellung ergibt Weiter braucht der erfindungsgemäße Schalter, um sich selbst ausschalten zu können, bei einer Stromüberbelastung nur einen kleinen Teil der Einschaltkraft der elektrischen Kontaktstücke durch den Bimetallstreifen zu überwinden, wodurch eine schnelle Ansprechbarkeit und hohe Betriebssicherheit des Schalters sichergestellt ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters ist im Anspruch 2 beschrieben.

Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden so anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 den Schalter in einem Schnitt in der Trennungsebene der beiden Gehäusehälften,

F i g. 2 einen Schnitt gemäß der Linie H-II in Fig. 1,

F i g. 3 einen Schnitt gemäß der Linie IH-IIl in F i g. 1, F i g. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-1V in F i g. 1,

F i g. 5 teils in Aufsicht, teils im Schnitt den Schalter in der Stellung »verriegelt«, wobei die vordere Gehäusehälfte abgehoben ist,

F i g. 6 in einer Darsteliungsart analog zur F i g. 1 die Stellung der Schalterbauteile unmittelbar nach erfolgter thermischer Auslösung.

Der in den verschiedenen Figuren dargestellte Ein-Aus-Schalter umfaßt folgende Bauteile:

Ein aus isolierendem Werkstoff gegossenes Gehäuse 1, welches aus zwei identischen Gehäuseschalen besteht, die durch Nieten miteinander verbunden werden, welche durch Löcher la gesteckt werden.

Ein Paar Klemmen 2, die jeweils ein Festkontaktstück