DE2056446C3 - Ein-Aus-Schalter mit Freiauslösung - Google Patents

Description

2a tragen, die in Ausnehmungen Ib₁ 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 mit 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 Ic/des Gehäuses eingelassen sind; in Drehrichtung ist die Führungsbuchse 4 durch diametral sich gegenüberliegende Abflachungen 4a' gesichert, durch die ein Anschlag 4a (Fig.3) gebildet wird. Die Führungsbuchse ist mit einer kleinen Nut Ab versehen, wodurch ihre Wandstärke dort reduziert ist und das Ausdrucken eines Keiles4cermöglicht ist.

Ein Betätigungsknopf, der aus drei verschiedenfarbigen Isolicrstoffteilen 6, 7,8 zusammengebaut ist, wobei beispielsweise ein Knopf 6 rot, ein Stück 7 grü.» 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 Ac eingreift, y, 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, bcsiizt in ihrem unteren Teil eine geneigt verlaufende Aussparung 9.).

Ein bewegliches Chassi' II. welches ;ius zwei gestanzten und gebogenen, symmetrischen Winkelstük- )■; kcn besteht, die Ui₁(Cr 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), .to welches mit dem Chassis durch zwei Nieten 13c* verbunden ist. besitz! einen axialen Einschnitt 13.7 und ein Gewindeloch 136. Der Schenkel 11;/(Fig. 2) besitzt einen durch Stanzen gebildeten Vorsprung Wb, der in eine axiale Nut leder entsprechenden Gehäusehälftc π eingreif! und die vertikale Führiwg des Chassis sicherstellt; der Schenkel lic· besitzt eine Aussparung 1 Ic/doppelter Neigung und einen als Schwanenhals Hc ausgebildeten Abschnitt.

Ein Slcucrarm 14, der aus zwei übereinander ^r ₍o liegenden Laschen besieht, welche den unteren Teil der Stößelplalte 9 /wischen sich einschließen und welche jeweils über einen Bolzen an ihren Enden miteinander verbunden sind. Der obere oder Rückhaltebolzcn 15, der die geneigte Aussparung 9;/ durchsetzt, erfährt eine γ, radiale Kraftkomponenten der Zeichnung mich links), wenn der Knopf 6 betätigt wird; der untere oder Steuerbolzcn 16 greilt mil seinen Einden jeweils in die doppelt geneigten Aussparungen 11 [/ein.

Ein Führungsglicd 17 für den Rückhaltebolzen 15, «1 welches aus Isoliermaterial gegossen ist. und eine aus Stahlblech gestanzte Rückhalteplatte 18. Diese beiden Teile liegen nebeneinander unter der Fiihrungsbiich.se 4 und sind auf Grund ihrer oktogonalcn Form in geeigneter Weise im Gehäuse positioniert. Wie aus der ηί Aufsicht mich Fig. 3 ersichtlich, bilden diese einen zentralen Kanal 17;/, 18;i. l'irch welchen die Slößclplaltc 9 und die Laschen 14 hindurchpiisscn. während sie eine Sperre für den Rüekhaltebolzen 15 bilden. An jeder Seite dieses Kanals befinden sich Rampen 17ö, welche seitliche Kanalerweiterungen 17c, 18c bilden, durch die der Rückhaltebolzen 15 hindurchgehen kann. Vier Anschläge Md erbringen eine Zentrierung einer Feder 19 für die Isolierstoffteile 6,7,8; zwei am unteren Ende des Knopfes angeordnete Nuten 7b 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 20ύ, 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 Entrieyelungshebel 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 22b unter dem Druck einer Spiral- oder Schenkelfeder 25 auf einem Isolierstück 26 auf, welches an einem Bimetallstreifen 27 befestigt ist, wobei dieses je nach seiner Stellung die Winkellage einer Haltenase 22a des Entriegelungshebels bestimmt, die (olglich 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 Vorsprüngc 29a, die in die Nuten Iedes 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, vlie jeweils in ihrer Mitte an den Scheiben 28bdes Kontaktträger-Isolierstückes 28 über eine Niete 33 (F i g. 5) befestigt sind. |ede Zunge trägt an ihrem unteren Ende ein bewegliches Kontaktstück 32;/, das auf das entsprechende Festkontaktstück 2a ausgerichtet ist.

Ein Bimetallstreifen 27, welches aus einem U-förmigcn, das Chassis umschließenden Bimetallstreifen besteht, der mit seinen treten Enden jeweils mit den oberen Enden der flexiblen Zungen 32 unter Bildung cities elektrischen Kreises verbunden ist.

Eine Koinpcnsationseinrichwng für die Umgebungstemperatur, welche aus zwei identischen, doppelt gekröpften Bimetallstreifen 34 besteht, welche an einem Ende jeweils durch zinc Niete 35 an der Verbindungsstelle von Bimetallstreifen 27 und flexiblen Zungen 32 festgeklemmt sind und welche an ihrem anderen Kndc mechanisch zwischen zwei Isolierplatte^ Υλ, Ώ eingeklemmt sind, die an ihrer l'inspannslclle leicht gekrümmt sind (Fig. 5), damit die Bimetallstreifen 34 eine eventuelle, ihenuifch bedingte Auslenkung ausführen können. Die obere Isolierplatte 36 trügt einen Anschlaglcil 36.7 (fig. 2). welcher den Abstand /wischen diesen Bimetallstreifen 14 sicherstellt.

[line 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 Jer 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. Die 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 Bauteile die in F i g. 1 gezeigte Stellung ein. Der Ruhezustand ist am Betätigungsknopf zu erkennen, bei dem die verschiedenfarbigen Zonen sichtbar sind.

Beim Drücken des Betätigungsknopfes wird der Rückhaltebolzen 15 durch eine radiale Kraftkomponente, die durch die Neigung der Aussparung 9;) 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 Haltcnasc 206 der Klinke 20 auf. wodurch sich diese dreht, bis ihre Lagernase 20.) sich auf der Haltenase 22,7 des Entriegelungshcbels 22 abstützt, und solange der .Steuerbolzen 16 durch die Haltenase 206 gehalten ist. teilt der Steuerbolzen seine Bewegung dem Chassis Il mit. welches nach unten gedruckt wird. Nach der Verriegelung, d.h. nachdem der Rückhaltebolzen 15 sich unter der Rückhalteplatte 18 (Fig. 5) befindet, ist nun auch die rote Zone des Betätigungsknopfes sichtbar.

rückkehrt, 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 Bimetall- > streifen 27 an. welcher das Isolierstück 26 trägt, und die Drehstellung des Entriegclungshebcls 22 ändert sich. Sobald eine llebelstcllung vorliegt, bei welcher die llaltenase 22;) die l.agcrnase 20;/ freigibt, dreht sich die Klinke 20 unter der Einwirkung des Steuerbolzens 16, welcher von der Flaltenase 206 freikommt und in den doppellgencigtcn Aussparungen 1 If/läuft, während das Chassis 11 schlagartig unter der Wirkung der Feder 31 nach oben zurückkehrt. Fi 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 Stößclplatlc 9 nach oben hin belastet mit der Folge, dall der Riickhaltebol/en 15 zu den seitlichen Kanalcrweiterungcn 17c, 18c bewegt wird, wodurch die Rückholiing des Betätigungsknopfes und der Laschen 14 sichergestellt wird. Hierbei trifft der Steuerbolzen 16 auf den f angfinger 20c auf, wodurch die l.agcrnase 20;) wieder unter die Haltenase 22;/ gebracht wird, um das Gerät wieder erneut einschalten und verriegeln zu können. Es ist jedoch festzustellen, daß jeder F.inschaltversuch erfolglos bleibt, solange sich der Bimetallstreifen 27 nicht so stark abgekühlt hat. daß die Haltenase 22;) erneut die Lagernase 20;/ festhält.

Man erkennt ferner, daß die Festkontaktstückc 2;/ 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

J5 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 Anlagcpunkt der

■«ο ßerührungsstcllc der Lager- und Haltenasen 20a. 22a umgewandelt w ird und daß diese Kraft durch eine sehr

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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 Betätigungsknopf 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 Kanaler-eiterungen 17c. 18c hindurch zur»_nd_* __n 1/ — — St ."-L- —....._ -J--

zwischen der Achse 23 und der Nase 226 des Entriegelungshebcls 22 liegenden Hebelarm ausgeübt wird. Man sieht also, daß die Empfindlichkeit sehr groß sein kann und daß ein Stoß, der auf eine Drehung des Entriegclungshebels 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)

1. Patentansprüche;

   1, Einpoliger, handbetätigter Ein-Aus-Schalter mit Freiauslösung, der ein mit zwei Festkontaktstücken versehenes Isoliergehäuse und einen daraus vorstehenden, verschiebbar geführten SchaltstöBel 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 Bimetallstreifen 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 Rückbolgliedern zur Rückführung des Stößels, der beweglichen Kontaktstücke und des Bimetalistreifens in die Offenstellung des Schalters, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Kontaktstücke (32a,J der Bimetallstreifen (27), die Verriegelungseinrichtung (Klinke 20) und die Entriegelungseinrichtung (Entriegelungshebel 22) auf einem gemeinsamen Chassis (11) montiert sind, das in dem Gehäuse (1) in der Schaltrichtung des Schallstößels (6,7,8) beweglich gelagert ist.
2. 2. Ein-Aus-Schalter nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Chassis (II) in der Einschaltstellung durch einen Steuerbolzen (16) fcsthaltbar ist, der in -iner r, dem Chassis (11) ausgebildeten, doppelt gezeigten Aussparung (lid) beweglich und durch eine Halter jse (206^ 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 Rückhallebolzen (15) ausgestattet ist, der eine geneigte Aussparung (9a)durchquert, die in einer mit dem Schaltstößel (6, 7, 8) verbundenen Stößelplattc (9) angeordnet ist. wobei der Rückhaltebolzen (15) in der Einschallstellung durch eine Rückhalteplatte (18) festhaltbar ist, die ihrerseits in dem Gehäuse (I) befestigt und mit einem Durchtrittsraum für den Durchgang des Rückhaltebolzens (15) verschen ist, wodurch die Klinke (20) im Zusammenwirken mit dem schwenkbar auf dem Chassis (II) 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 Fertigungstnleranzcn. Bei derartigen Schallern können auf das Schaltergehäuse einwirkende Kräfte zur Ausschaltung des Schalters führen. Darüber hinaus ist die von dein 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 Oberbelastung 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 Kontaktstücken 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 und einer Anschlußklemme festgelegt, so daß eine auf das Gehäuse oder die Anschlußklemme wirkende Kraft zu einer Entriegelung des 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 Oberbelastung 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.

   so 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

   J5 des Gehäuses oder Verlagerungen der ortsfesten Anschlußklemmen beeinträchtigt werden, wodurch sich zugleich eine wesentliche Verbesserung der Betriebssicherheit wie auch eine koslensparende Herstellung ergibt. Weiter braucht der crfindungcgcmäßc Schalter, um sich selbst ausschalten zu können, bei einer Stromüberbelastung nur einen kleinen Teil der Einschaltkraft der elektrischen Koniaktstücke durch den Bimetallstreifen zu überwinden, wodurch eine schnelle Ansprechbarkeil und hohe Betriebssicherheit des

   4"> Schalters sichergestellt ist.

   Eine besonders vorteilhafte Ausfiihriingsform des crfindungsgemäßen Schalters ist im Anspruch 2 beschrieben.

   Der Gegenstand (/er Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

   Fig. I den Schalter in einem Schnitt in der Trennungsebene der beiden Gchäuschälftcn.

   l· ig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie H-Il in Fig. I, Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie Hl-Hl in Fig. I.

   Fi g. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in F i g. I. F i g. 5 teils in Aufsicht, teils im Schnitt den Schalter in der Stellung »verriegelt«, wobei die vordere Gehäusehälftc abgehoben ist.

   F i g. b in einer Darsicllungsart analog zur Fig. I die Stellung der Schaltcrbauteilc unmittclbiir nach erfolgter thermisch·.·!· \uslnsiiiig.

   Der in den verschiedenen Figuren dargestellte Ein-Aus-Schalter iimf.ißt folgende Bauteile:

   Ein aus isolierenden! Werkstoff gegossenes Gehäuse

   hi I. welches aus /wei identischen Gehäuseschalen besteht. die durch Nieten miteinander verbunden werden, welche durch Löcher In gesteckt werden.

   Ein Paar Klemmen 2. die jeweils ein f'eslkonlaktsliick