DE2058429A1 - Schutzschalter fuer ortsbewegliche Geraete mit elektrischen Stromverbrauchern - Google Patents

Description

• Schutzschalter für ortsbewegliche Geräte mit elektrischen -Stromverbrauchern.
• Die Erfindung betrifft einen Schutzschalter für ortsbewegliche Geräte mit elektrischen Stromverbrauchern, insbesondere für Kraftfahrzeuge, zum Unterbrechen der Stromzufuhr aus einer fremden oder eigenen Stromquelle bei einer vorbestimmten Stoßbelastung des Gerätes.
• Ortsbewegliche Geräte mit elektrischen Stromverbrauchern können, wie beispielsweise ein Kraftfahrzeug oder Elektrokarren, eine eigene Stromquelle oder Stromerzeugung beinhalten oder, wie beispielsweise eine elektrische Schienenbahn, Oberleitungsbus oder Rasenmäher, von außen über eine Zuleitung mit elektrischem Strom versorgt werden. Die Stromversprgung dient zum eigentlichen Antrieb oder zur zusätzlichen Ausstattung, z.B. zur Beleuchtung. In jedem Fall besteht die Gefahr, daß bei einer unzulässig hohen Stoßbelastung des Gerätes ein Kurzschluß entsteht. Insbesondere bei E.raftfahrzeugen führen derartige Kurzschlüsse bei Unfällen durch Entzünden von Brennstoff zu erheblichen Schäden. Es müssen daher Vorkehrungen getroffen werden, die einen Kurzschluß durch Stoßeinwirkung vermeiden.
• Es sind im Kraftfahrzeugwesen eine Reihe von Schaltern bekannt geworden, welche die Trägheit eines federnd oder pendelnd gelagerten Körpers dazu verwenden, die Ver@@ lung zweier elektrischer Kontakte bei übermäßiger Sto@belastung des Fahrzeuges zu unterbrechen (deutsche Offenlegungsuchrift 1 912 433). Auch ist für elektrische Trommelwaschmaschinen ein auf Erschütterungen ansprechender Schalter bekannt geworden (DOS 1 465 226), bei dem ein Körper bei einem übermäßigen Zusammendrücken seiner federnden Lagerung die Stromzufuhr unterbricht Diese bekannten Schutzschalter beinhalten stets eine kraftschlüssige Verbindung, welche die Stromversorgung sichert. Der Reibungswert der Verbidung ist verschiedenen Einflüssen ausgesetzt. So kann der Reibwert durch unbeabsichtigte Schmierung oder durch Verringerung der Viskosität eines gewollten Schmiermittels, beispielsweise infolge Temperaturerhöhung, sinken, Andererseits kann sich der Reibungswert, beispielsweise durch Kontakt-Korrosion, Verkleben oder Verschmutzen von Gleitflächen erheblich erhöhen. Infolge dieser Einflüs. e kann der Schalter einerseits schon bei einer geringen, och zuässigen Stoßbelastung in Tätigkeit treten, andererseits kann es infolge einer entstandenen stoffschlüssigen Verbindung, wie z.B. Kaltverschweißen, zum Ausfall des Schutzschalters kommen. Die betriebssichere Funktion des Schutzschalters ist, insbesondere über längere Zeitabschnitte, somit nicht sichergestellt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde9 einen Schutzschalter zu schaffen, bei dem der Sollwert der von äußeren Einflüssen in engen Toleranzen liegt Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schutzschalter ein Gesperre mit einem Bruchglied beinhaltet, das ein Kontaktglied in seiner Schließstellung sichert. Vorteilhaft dient als Bruchglied ein Stift mit kreisförmigem Querschnitt aus Glas oder sprödem Kunststoff. Das Bruchglied weist vorzüglich eine Sollbruchstelle auf. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das Bruchglied mit zumindest einem Endbereich in dem Gehäuse des Schutzschalters mit Spiel geführt ist. Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Gesperre eine Kugel beinhaltet, die zwischen einem Kontaktglied und einem Bruchglied im Gehäuse des Schutzschalters beweglich gelagert ist.
• Zweckmäßigerweise ist in unmittelbarer Nähe des Bruchgliedes ein Schaltkörper aus Schwermetall gelagert. Vorzugsweise ist der Schaltkörper kreiszylinderförmig gestaltet und weist an seiner Mantelfläche einen ringförmigen Ansatz auf. Vorteilhaft ist der Schaltkörper mit Abstand von einem elastischen Klemmring umgeben. Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Schaltkörper aus einem Magneten besteht, Zweckmäßigerweise ist der Schaltkörper mit Abstand von einem Ring aus ferromagnetischem Werkstoff umgeben. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Schaltkörper an seiner Grundfläche eine konzentrische Ringnut auf. In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung ist der Schaltkörper ringzylinderförmig gestaltet und ist an seiner Grundfläche im Bereich seines inneren Durchmessers als konzentrische, spitzwinkelige Schneide ausgebildet. Das Gehäuse des Schutzschalters ist vorzüglich ganz aus isolierendem und zumindest teilweise aus durchsichtigem Kunststoff der Klasse der Polyurethane im Press- oder Blasverfahren hergestellt.
• In vorteilhafter Weise erfolgt die Stromführung im Gehäuse des Schutzschalters von einer Anschlußklemme über eine Kontaktschwinge auf einen Festkontakt eines Anschlußbolzens, während die Kontaktschwinge gegen die Kraft einer vorgespannten Feder durch ein Gesperre in der Schließstellung gehalten wird.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein Schutzschalter geschaffen wird, der eine hohe Betriebssicherheit aufweist. Im Falle einer leichten, noch zulässigen Stoßbelastung bleibt der Schutzschalter in Schließstellung, ohne daß ein Verschieben von Kontaktgliedern oder sonstigen Bauteilen und damit eine Abnutzung erfolgt. Bei Ubersteigen einer vorbestimmten Stoßbelastung des Gerätes unterbricht der Schutzschalter den Stromfluß schlagartig. Ein erneutes Schließen des Schutzschalters, zum Beispiel infolge eines Reaktionsstoßes, wird sicher vermieden. Eine unerwünschte Einflußnahme eines Benutzers auf die Funktionsweise des Schutzschalters ist weitgehend ausgeschlossen. Jedoch kann die Empfindlichkeit des Schutzschalters durch die Verwendung von Bruchgliedern mit verschiedener Festigkeit oder von Schaltkörpern mit verschiedener Schwere beeinflußt werden. Der Schutzschalter ist somit für einen breiten Anwendungsbereich geeignet.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Schutzschalter gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Ansicht in Pfeilrichtung R des Schutzschalters nach Fig. 1 bei abgenommener unterer Abdeckung, Fig. 5 einen Teilschnitt des Schutzschalters nach der Linie III-III in Fig. 2, mit einem Klemmglied für den Schaltkörper, und Fig. 4 einen Teilschnitt durch den Schutzschalter nach der Linie III-III in Fig. 2, mit magnetisiertem Schaltkörper und einem eingelegten ferromagnetischen Ring, in der Offenstellung des Schutzschalters.
• Auf einem Akkumulator 1 eines nicht gezeigten Kraftfahrzeuges ist an den nicht mit der Karosserie verbundenen Anschlußpol 2 ein Schutzschalter 3 angebracht. Der Schutzschalter 3 umfaßt ein Gehäuse 4 aus Polyurethan, das zwei Ausnehmungen 5,6 aufweist, die mittels durchsichtiger Deckel 7,8 verschlossen sind. Auf den Anschlußpol 2 ist eine Anschlußklemme 9 des Schutzschalters 3 aufgebracht und mittels einer Schraube 10 verklemmt. Die Anschlußklemme 9 setxt sich als Leiterband 11 in die Ausnehmung 6 fort. Mit dem Leiterband 11 ist ein Bolzen 12 verschraubt, der eine Kontaktschwinge 13 trägt, Die Kontaktschwinge 13 liegt mit einem elastischen Federkontakt 14 auf einem Festkontakt 15 eines Anschlußbolzens 16 auf. Auf den Anschlußbolzen 16 ist zwischen Scheiben 17 mittels einer Mutter 18 ein Kabelschuh 19 eines nicht gezeigten Stromkabels geklemmt. Alle stromführenden Teile sind aus Kupfer gefertigt. Die gezeigte Schließstellung der Kontaktschwinge 13 erfolgt gegen den Druck einer Druckfeder 20, die zwischen der Kontakt schwinge 13 und einer Wand 21 der Ausnehmung 6 auf angeformten Zapfen 22 geführt und verspannt ist. Die Kraft der Druckfeder 20 wird von einem Gesperre 23, das auf eine Schräge 24 der Kontaktschwinge 13 wirkt, aufgenommen. Das Gesperre 25 beinhaltet eine Glaskugel 25, die in eine Gehäusebohrung 26 mit Spiel geführt ist und auf der Schräge 24 aufliegt. Die Gehäusebohrung 26 setzt sich verJüngt fort und verbindet die Ausnehmung 6 mit der Ausnehmung 5. In dem verjüngten Teil 27 der Gehäusebohrung 26 ist über der Glaskugel 25 ein Endbereich 28 eines Glasstiftes 29 mit Spiel gelagert* Der Glasstift 29 ragt in die Ausnehmung 5 und ist mit seinem anderen halbkugeligen Endbereich 30 im Deckel 7 drehbeweglich gelagert.
• Der Glasstift 29 weist unmittelbar über der Bodenfläche 31 der Ausnehmung 5 eine Sollbruchstelle 32 auf. Der Glasstift 29 ist in der Ausnehmung 5 von einem ringzylindrischen Schaltkörper 33 aus Stahl umgeben. Der Schaltkörper 33 liegt auf der Bodenfläche 31 lose auf und wird von dem Glasstift 29 in seiner Lage gehalten* Der Innendurchmesser des Schaltkörpers 33 erweitert sich zu den Stirnflächen 54, 35 hin derart, daß der kleinste Innendurchmesser mit dem geringsten Spiel zu dem Glasstift 29 in der mittleren Höhe des Schaltkörpers 33 liegt.
• Die der Bodenfläche 51 zugeordnete Stirnfläche 35 des Schaltkörpers 33 weist eine Ringnut 36 auf, die zum Außendurchmesser hin abgerundet ist und zum Innendurchmesser hin unmittelbar über der Sollbruchstelle 32 des Glasstiftes 29 eine Ringschneide 37 bildet.
• Im Falle einer unzulässig hohen waagerechten Stoßbelastung des Fahrzeuges und somit des Schutzschalters 5 wird der Glasstift 29 vom Schaltkörper 37 derart belastet, daß er an der Sollbruchstelle 32 zerbricht* Unmittelbar hierauf verschiebt sich der Schaltkörper 33 zusammen mit dem oberen Bruchteil 58 des Glasstiftes 29 seitlich, so daß der untere Bruchteil 39 frei nach oben nachgeben kann* Der gegen die Kraft der Feder 20 wirksame Formschluß wird aufgehoben, dle Glaskugel 25 löst sich von der Schräge 24 der Kontaktschwinge 13 und weicht nach oben in die Gehäusebohrung 26 aus (Fig. 4). Die vorgespannte Druckfeder 20 schwenkt die Kont<9ktschwinge 13 um den Bolzen 12. Dabei löst sich der vernietete Federkontakt 14 von dem Festkontakt 15; die Stromzufuhr ist sofort nach dem Stoß sicher unterbrochen (strichpunktierte Darstellung in Fig. 2 und in Fig. 4).
• Zur Sicherung des Schaltkörpers 33' unmittelbar nach dem Bruch des Glasstiftes 29 kann ein Klemmring 40 verwendet werden, der in der Ausnehmung 5 eingelegt ist und mit einem Ringansatz 41 am Schaltkörper 33' zusammenwirkt (Fig. 3).
• Eine andere Möglichkeit zur Sicherung ist geschaffen, indem der Schaltkörper 55 mit einem in die Ausnehmung 5 eingelegten Ring 42 aus ferromagnetischem Werkstoff zusamrnenwirkt und entweder der Schaltkörper 3) oder der Ring 42 einen Dauermagneten darstellt (Fig. 4).

Claims (1)

1. S c h u t z r e c h t s a n s p r ü c h e

   1. Sch@@zschalter für ertsbewegliche Geräte@ @@lektrischen Stromverbrauchern, insbesondere fü Kraftfahrte @@@@m Interbrechen der Stromzuf@@ aus einer fremden oder @@@ern Stromquelle bei einer vortestimmten Stoßbelastung des Gerätes, dadurch gekennzeichnet,daß der Schutzschalter(3) ein Gesperre (23) mit eine@ Bruch@@ ist (29) beinhaltet, das als Kontaktg@@ed (13) im seiner @@@eßstellung sichert.

   2. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bruchglied (29) ein Stift (29) mit kreisförmigem Querschnitt aus Glas oder sprödem Kunststoff dient.

   5. Schutzschalter nach Anspruch 1 ode 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bruchglied (29) eine Sollbruchstelle (32) aufweist.

   4. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bruchglied (29) mit zumindest einem Endbereich (28) in dem Gehäuse (4) des Schutzschalters ()) mit Spiel geführt ist.

   5. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesperre (2)) eine Kugel (25) beinhaltet, die zwischen einem Kontaktglied (1,) und einem Bruchglied (29) im Gehäuse (4) des Schutzschalters ()) beweglich gelagert ist.

   6. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nähe des Bruchgliedes (29) ein Schaltkörper (33, 53t) aus Schwermetall gelagert ist.

   7. Schutzschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkörper (33') kreiszylinderförmig gestaltet ist und an seiner Mantel£Eche einen ringförmigen Ansatz (41) aufweist.

   8. Schutzschalter nach-Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkörper (33') mit Abstand von einem elastischen Klemmring (40) umgeben ist.

   9. Schutzschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkörper (33) aus einem Magneten besteht.

   10. Schutzschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkörper (33) mit Abstand von einem Ring (42) aus ferromagnetischem Werkstoff umgeben ist.

   11. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkörper (33, 33t) an seiner Grundfläche (35) eine konzentrische Ringnut (36) aufweist.

   12. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkörper (33, 33') ringzylinderförmig gestaltet ist an seiner Grundfläche (35) im Bereich seines inneren Durchmessers als konzentrische spitzwinkelige Schneide (37) ausgebildet ist.

   13. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) des Schutzschalters (3) ganz aus isolierendem und zumindest teilweise aus durchsichtigem Kunststoff der Klasse der Polyurethane im Press- oder Blasverfahren hergestellt ist.

   14. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromführung im Gehäuse (4) des Schutzschalters (3) von einer Anschlußklemme (9) über eine Kontaktschwinge (15) auf einen Festkontakt (15) eines Anschlußbolzens (16) erfolgt, während die Kontaktschwinge (1)) gegen die Kraft einer vorgespannten Feder (20) durch ein Gesperre (23) in der Schließstellung gehalten wird.