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Elektrischer Temperaturschutzschalter Die Erfindung betrifft einen
elektrischen Temperaturschutzschalter mit zwei in ein Gehäuse hineingeführten Stromleitern,
die an der Außenseite des Gehäuses Anschlußfahnen odO dgl. und im Innern desselben
Kontakte aufweisen, einem von einem Temperaturfühler gesteuerten oder von diesem
gebildeten Stromübertragungsglied, das in seiner Einschaltstellung den Kontakten
anliegt und gegebenenfalls zur Verbesserung des Kontaktdruckes federbelastet ist
und einer
die Ausschaltstellung fixierenden Verriegelungseinrichtung
sowie eine Handhabe zum Entriegeln.
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Schalter der eingangs geschilderten Art sind bekannt und werden als
Temperaturschutzschalter bei solchen Anwendungsfällen eingebaut, bei denen eine
bestimmte kritische Temperatur nicht überschritten werden darf. Dabei können die
Schalter in Miniaturbauweise ausgelegt sein, so daß sie platzsparend untergebracht
werden können. Zumeist werden solche Schalter direkt den Arbeitsstromkreis, beispielsweise
die Stromzufuhr zu einem Heizelement od. dgl. steuern.
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Bei Elektroherden sind Schalter bekannt, die eine bewegliche Schubmechanik
mit einem Stromübertragungsglied aufweisen, das in der Einschaltstellung gehäuseinneren
Kontakten des Stromleiters anliegt und somit den Stromkreis schließt.
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Um die Schubmechanik entgegen einer sie in die Ausschaltstellung zurückdrängenden
Federkraft in der Einschaltstellung zu halten, ist an der Schubmechanik eine Kerbe
angebracht, in die eine entsprechend geformte Nase eines als Temperaturfühler dienenden
Bimetallstreifens eingreift, der parallel zur Schubmechanik verläuft. Wird der Schalter
erwärmt, so biegt sich der Bimetallstreifen durch und entfernt sich von der Schubmechanik,
so daß schließlich die Nase von der Kerbe der Schubmechanik freikommt und diese
aufgrund der Federkraft von der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung bewegt
und dort gehalten wird. Mittels einer auf die Schubmechanik wirkenden Handhabe kann
das Stromübertragungsglied wieder in die Einschaltstellung bewegt werden.
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Von Nachteil ist bei diesem vorgenannten sowie bei allen anderen elektrischen
Temperaturschutzschaltern mit einer von Hand zu lösenden Verriegelungseinrichtung,
daß bei Betätigen der Handhabe zum neuerlichen Einschalten zumindest für die Dauer
der Betätigung der Stromkreis geschlossen wird, da die Handhabe direkt auf das Stromübertragungsglied
wirkt So wird
bei Betätigen der Handhabe des vorbeschriebenen Schalters
die Schubmechanik mit dem daran angeordneten Stromübertragungsglied in die Einschaltlage
bewegt, obwohl sich der Temperaturfühler möglicherweise noch im kritischen Temperaturbereich,
also praktisch in der Ausschaltstellung befindet. Der Schalter wird demzufolge durch
die Handhabe unzeitig in die Einschaltstellung gebracht, so daß zumindest kurzzeitig-die
dem Schalter eigentlich zugedachte Schutzfunktion aufgehoben ist, was bei temperaturmäßig
eng tolerierten Geräten bzw. Geräteteilen zu Zerstörungen führen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Temperaturschutzschalter
bereit zu stellen, der bei Entriegeln der Verriegelungseinrichtung mittels der Handhabe
eine unzeitige Kontaktgabe im Ausschaltzustand bei noch kritischen Temperaturen
nicht zuläßt, sondern erst bei unkritischen Temperaturen in die Einschaltstellung
gelangen kann und dort fixiert wird. Ferner soll auch nicht auf den Temperaturfühler
selbst bei Betätigen der Handhabe gewirkt werden, um nicht dessen Betriebsparameter
zu ändern.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verriegelungseinrichtung
ein das Stromübertragungsglied in der Ausschaltstellung fixierendes Verriegelungselement
aufweist, und die Handhabe bei ihrer Betätigung ohne Beeinflussung des Stromübertragungsgliedes
nur auf das Verriegelungselement entriegelnd wirkt und nicht etwa das Stromübertragungsglied
selbst in die Einschaltstellung bewegt wird, womit ein Einschalten erst dann möglich
ist, wenn der das Stromübertragungsglied steuernde Temperaturfühler sich auf einer
unkritischen Temperatur befindet, also eine Rflckbewegung des zur Einschaltstellung
hin beispielsweise federbelasteten Stromiibertragungsgliedes gestattet. Der erfindungsgemäß
ausgebildete elektrische Temperåturschutzschalter verhindert also eine unzeitige
Kontaktgabe.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Stromübertragungsglied
zwischen der Ein- und Ausschaltstellung beweglich gelagert ist und mindestens eine
Verriegelungsnase für das Verriegelungselement aufweist.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Verriegelungselement am Gehäuse
festgelegt und mittels mindestens eines an der Handhabe angeordneten Freigabenockens
in die Entriegelungslage bringbar ist.
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Besonders einfach wird die Funktionsweise der Verriegelungseinrichtung,
wenn das Verriegelungselement in der Ausschaltstellung die Verriegelungsnasen des
Stromübertragungsgliedes untergreift und federbelastet ob in bevorzugter Ausführungsform
selbst als Feder ausgebildet ist, so daß es mittels der Handhabe bzw. den daran
angebrachten Freigabenocken entgegen der Federkraft in die Freigabestellung gedrängt
werden kann.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Stromübertragungsglied
oder ein mit ihm bewegtes Teil drehgesichert axial beweglich, und sind die Verriegelungsnasen
radial verlaufende Vorsprünge, denen das federbelastete Verriegelungselement in
der Einschaltstellung außenseitig, in der Ausschaltstellung unterseitig anliegt,
womit eine besonders einfachs und sinnfällige Verriegelungseinrichtung bereitsgestellt
ist, die zudem fertigungstechnisch licht und billig herstellbar ist. Durch die außenseitige
Anlage des federbelasteten Verriegelungselementes an den Vorsprüngen wird eine funktionssichere
Schnappverriegelung geschaffen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegen zwei Verriegelungsnasen
einander diametral gegenüber, und das Verriegelungselement ist als U-förmig gebogene
Blattfeder oder Schenkelfeder ausgebildet, zwischen deren Federschenkehdas
Stromübertragungsglied
mit den Verriegelungsnasen angeordnet ist.
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Die Federschenkel der Blattfeder können mit derjenigen Seite, die
der mit den Verriegelungsnasen zusammenwirkenden Seite gegenüberliegt, zumindest.teilweise
einem ebenen Gehäuseabsatz anliegen, um die das Stromübertragungsglied in die Einschaltstellung
zurückbewegende Kraft auf die Blattfeder zu kompen--sieren Um die Federschenkel
der Blattfeder vorzuspannen, so daß sie den Nasen des Stromübertragungsgliedes anliegen
bzw. hinter diese greifen, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Steg der
Blattfedern im Bereich der mit den Federschenkeln gebildeten Knicke außenseitig
und im mittleren Bereich innenseitig am Gehäuse abgestützt ist Als besonders einfach
gestaltet sich die Handhabe als federbelastete Taste, deren Freigabenocken als zwischen
die Federschenkel eingreifende Spreizbacken ausgebildet sind.
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Mit Vorteil ist das Stromübertragungsglied in an sich bekannter Weise
mit einer den Kontaktdruck in der Schließstellung erzeugenden Feder belastet, wobei
die Feder zugleich das Rückbewegen des Stromübertragungsgliedes von der Ausschaltstellung
in die Einschaltstellung bewirkt.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie
anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
Fig. 1 den Schalter in der
Einschaltstellung in Axialschnitt; Fig. 2 den Schalter gemäß Fig. 1 in Stirnansicht;
Fig. 3 den Schalter gemäß Fig. 1, jedoch in Ausschaltstellung und FigO 4 einen Schnitt
IV-IV gemäß Fig. 3.
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Der Temperaturschutzschalter weist ein kreiszylindrisches Gehäuse
1 auf, das aus zwei topfförmigen, ineinander gesteckten Schalen 23, 24 besteht.
Zwischen die beiden Schalen 23, 24 sind in diametraler Lage zwei rechtwinklig abgebogene
Stromleiter 2 hineingeführt. Das Mittelstück 3 des Stromleiters 2 verläuft parallel
zu einer Mantellinie in einer zumindest nach außen durch die Schale 24 abgedeckten
Aussparung 4 in der Schale 23. Die Stromleiter 2 sind an ihren außenseitigen Enden
mit Anschlußfahnen 25 und an ihren innenseitigen Enden mit Kontakten 5 versehen,
denen in der Schließlage des Schalters (Fig. 1) rechtwinklig abgebogene Kontaktflächen
7 eines U-förmigen Stromübertragungsgliedes 6 aufliegen. Der Rückseite der Kontaktflächen
7 liegt eine Schraubenfeder 8 an, die sich andererseits am Gehäuse 1 abstützt und
somit das Stromübertragungsglied 6 in die Schließlage drängt sowie den Kontaktdruck
herstellt.
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An der Unterseite des Gehäuses 1 ist in einer äußeren, mit einer dünnwandigen
Kappe 26 verschlossenen Kammer 9 eine Bimetallschnappscheibe 10 frei beweglich angeordnet,
in deren Zentrum ein Steuerzapfen 11 anliegt. Der Steuerzapfen ist im Innern eines
zylindrischen Gehäuseansatzes 12 längsbeweglich geführt und berührt mit seinem oberen
Ende den Steg 13 des U-förmigen Stromübertragungsgliedes 6. Der Gehäuseansatz 12
weist
auf seinen Außenseiten zwei zueinander parallele, ebene Lagerflächen 13 (Fig. 2)
auf, denen die Schenkel 14 des Stromübertragungsgliedes 6 anliegen und längs denen
sie geführt sind.
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Damit ist zugleich eine Drehsicherung für das Stromübertragungsglied
6 gegeben.
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Das Stromübertragungsglied 6 weist an seinem Steg 13 zwei radial vorspringendee
und einander diametral gegenüberliegende Nasen 5 auf (Fig. 2). In der oberen Schale
23 des Gehäuses 1 ist eine U-förmige Blattfeder 17 (Fig. 1 und 2) angeordnet, zwischen
deren Schenkel 16das Stromübertragungsglied 6 derart angeordnet ist, daß die Schenkel
16 in der Einschaltstellung den Nasen 15 des Stromübertragungsgliedes 6 außenseitig
anliegen. In der Ausschaltstellung überrasten die Nasen 15 die Federschenkel 16
an ihrer Oberseite (Fig. 3 und 4).
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Die Federschenkel 16 der Blattfeder 17 liegen unterseitig einem ebenen
Absatz 18 am Gehäuseansatz 12 auf (Fig. 4), so daß die Blattfeder 17 gehäusefest,
aber nicht unbeweglich bezüglich des Federweges der Federschenkel 16 fixiert ist.
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An der oberen Stirnseite des Gehäuses 1 ist eine Taste 19 angeordnet,
die von einer Feder 20 in der Ausgangsstellung gehalten ist und die an ihrer gehäuseinneren
Seite Freigabenocken 21 in Form von V-artigen Spreizbacken 22 (Fig. 4) aufweist,
wobei diese in den Raum zwischen den Federschenkeln 16 der Blattfeder 17 hineinragen0
Die Funktionsweise des elektrischen Temperaturschutzschalters ist wie folgt Bei
Temperaturanstieg wird die Bimetallschnappscheibe 10 sich von der in Fig. 1 dargestellten
Form zu einer Form mit geringerer Krümmung so lange verformen, bis sie eine ebene
bzwO
plane Lage erreicht hat. Wird die Temperatur dann nur unwesentlich
weiter erhöht bis zu der kritischen Temperatur, so springt die Bimetallschnappscheibe
aufgrund der zuvor entgegen der Prägung verrichteten Formänderungsarbeit, die infolge
der Temperaturerhöhung bewirkt worden ist, bis zu einer in Fig. 3 dargestellten
stabilen Lage um. Dabei wird der Steuerzapfen 11 um einen bestimmten Betrag in dem
Gehäuseansatz 12 nach oben geschoben und überträgt dabei auf den Steg 13 des Stromübertragungsgliedes
6 eine Kraft, die am Anfang des Schnappvorganges größer als die der Schraubenfeder
8 ist, so daß die Kontaktflächen 7 des Stromübertragungsgliedes 6 von den Kontakten
5 der Stromleiter 2 abgehoben werden. Zugleich werden die Verriegelungsnasen 15
des Stromübertragungsgliedes 6 über die Federschenkel 16 der Blattfeder 17 gehoben,
so-daß diese unterhalb der Verriegelungsnasen 15 am Stromübertragungsglied 6 einrasten,
womit eine Verriegelung des Stromübertragungsgliedes 6 in der Ausschaltstellung
bewirkt ist.
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Erfolgt eine umgekehrte Temperaturänderung in Richtung auf unkritische
Werte, so wird sich die Bimetallschnappscheibe 10 zurück bis zur ebenen Form verformen
und bei weiterem Temperaturgefälle von dieser Form wieder in die in Fig. 1 dargestellte
Lage zurückspringen. Dabei wird das Stromübertragungsglied 6 aber in seiner Ausschaltstellung
von den Federschenkeln 16 der Blattfeder 17 gehalten, die sich über die Auflageflächen
18 an dem Gehäuseansatz 12 abstützen.
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Das Entriegeln des Schalters geschieht dadurch, daß die Taste 19 betätigt
wird, wobei die Spreizbacken 22 derselben beim Herunterbewegen der Taste die Federschenkel
16 der Blattfeder 17 auf das Öffnungsmaß weiten, so daß die Verriegelungsnasen 15
des Stromübertragungsgliedes 6 von den Federschenkeln 16
freikommen.
Aufgrund der Federkraft der Schraubenfeder 8 wird das Stromübertragungsglied 6 in
die Einschaltstellung bewegt, wenn die Bimetallschnappscheibe 10 wieder die in Fig.
1 dargestellte Ausgangslage erreicht hat. Wenn sie sich jedoch noch in der in Fig.
3 dargestellten Lage befindet, so werden zwar beim Betätigen der Taste 19 die Federschenkel
16 der Blattfeder 17 auf das Öffnungsmaß geweitet, doch kann das Stromübertragungsglied
6 nicht in de Einschaltstellung gelangen, weil der sich auf der Bimetallschnappscheibe
10 abstützende Steuerzapfen 11 das Stromübertragungsglied 6 in der Ausschaltstellung
fixiert, womit der Schalter seine ihm zugedachte Schutzfunktion - den Einschaltvorgang
erst bei unkritischen Temperaturen zuzulassen - voll erfüllt.