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"Sicherheits-Schalter mit Drucktaste"
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Die Erfindung betrifft einen Sicherheits-Schalter mit einer Drucktaste,
die in einem Gehäuse verschiebbar geführt ist und an der mit einem Ende eine elastisch
verformbare Lamelle befestigt ist, deren anderes Ende frei ist, mit einem gehäusefesten
Kontakt, mit einem demgegenüber beweglichen und mit diesem zusammenwirkenden Kontakt
mit einem im Gehäuse gelagerten und mit seinem freien Ende den beweglichen Kontakt
betätigenden Hebel, mit einem ersten elastischen Element zum Anheben der Drucktaste
in Bezug auf das Gehäuse, mit einem zweiten elastischen Element zum Abheben des
beweglichen Kontaktes vom gehäusefesten Kontakt, mit einer Andruckvorrichtung zum
Anlegen des beweglichen Kontaktes gegen den gehäusefesten Kontakt und mit zwei Andruckzonen,
auf die das freie Ende der elastisch verformbaren Lamelle abwechselnd in Anlage
gerät, einerseits zum Bewegen des Hebels in der Richtung, in der der bewegliche
Kontakt gegen den gehäusefesten Kontakt in Anlage kommt, mit Endbeeinflussung der
Haltevorrichtung (Schließvorgang), und daraufhin zum Lösen der Haltevorrichtung
(öffnungsvorgang),und so fort.
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Ein Sicherheits-Schalter dieser Art ist in der FR-PS 1 151 901 beschrieben.
Der vom Gehäuse gehaltene Hebel ist dort als elastischer Arm ausgebildet, dessen
eines Ende in das Gehäuse eingesetzt ist und den beweglichen Kontakt unmittelbar
am anderen Ende trägt. Dieser elastische Arm ist derart angeordnet, daß er
in
seiner Ruhestellung von sich aus den beweglichen Kontakt in Abstand zum gehäusefesten
Kontakt hält. Dieser Arm stellt also zugleich das oben erwähnte zweite elastische
Element dar. Als Andruckvorrichtung ist in diesem Falle ein derart federbelasteter
Riegel vorgesehen, daß der elastische Arm bei Berührung des gehäusefesten Kontaktes
durch den beweglichen Kontakt (Schließstellung) festgehalten wird. Zum Öffnen wirkt
die verformbare Lamelle unmittelbar auf diesen Riegel, um ihn zurückzuholen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Sicherheits-Schalter,
der insbesondere für die Ansteuerung eines Elektromotors bestimmt ist, derart auszugestalten,
daß er selbstätig im Falle einer Überlastung des Elektromotors dessen Speisestromkreis
unterbricht. Als Überlastdetektor soll dabei, wie üblich, ein unmittelbar oder mittelbar
auf die Temperatur des Elektromotors ansprechender Bimetallschalter anwendbar sein.
Die diesbezügliche, entsprechende Lösung nach dem Stande der Technik liegt darin,
einen solchen Bimetallschalter in den Speisestromkreis für den Motor einzuschalten,
in Serie mit den eigentlichen Schalterkontakten, aber unabhängig von diesen. Dann
aber ist es nicht möglich, bei Stillstand des Motors trotz geschlossenen Hauptschalters
(also bei auf Durchlass geschaltetem Schalter) festzustellen, ob momentaner Stillstand
aufgrund einer zufälligen Überlastung vorliegt, oder ein endgültiger Stillstand
aufgrund eines Motorschadens. Zumal dann, wenn es sich um einenLüftermotor handelt,
kann bei unerwartetem Motorstillstand leicht an einen Defekt gedacht werden, mit
der Folge, daß der Lüfter zur Reparatur gegeben wird, obwohl es sich lediglich um
eine momentane Überlastung handelt, die einfach behoben werden kann.
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Im Hinblick auf diese Gegebenheiten liegt der Erfindung insbesondere
auch die Aufgabe zugrunde, einen Sicherheits-Schalter eingangs genannter Art mit
einem Überlast-Trennschalter zusammenzufassen, der auf Überlastung des Stromkreises
anspricht, in den
der Sicherheits-Schalter eingefügt ist, und zwar
derart, daß vom Anwender ohne weiteres feststellbar ist, ob der ungewollte Stillstand
eines Elektromotors bzw. der Betriebsausfall eines sonstigen über einen Stromkreis
gespeisten Verbrauchers allein auf einer momentanen Uberlastung beruht, oder im
Gegensatz dazu auf einem Def,ekt, der die Konsulation eines Fachmannes erforderlich
macht.
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Diese Aufgabe wird bei einem Siherheits-Schalter eingangs genannter
Art im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Hebel als starrer, magnetisierbarer
Anker ausgestaltet ist, der in Bezug auf das Gehäuse schwenkbar gelagert ist und
mit einem Elektromagneten zusammenwirkt, dessen Spule über den Ausgang des Schalters
und über einen Uberlastdetektor gespeist ist und der somit die Haltevorrichtung
für den Anker darstellt, daß eine in Bezug auf das Gehäuse bewegliche Wippe vorgesehen
ist, die wenigstens eine der Andruckzonen aufweist und mechanisch auf den Anker
in dem Sinne einwirkt, daß dieser hinreichend vom Elektromagneten abgehoben wird,
um aus dessen Anzugskraft im Zuge der Schalter-Offnungsbetätigung entfernt zu werden,
und daß der Elektromagnet, der Anker und die Wippe im Gehäuse angeordnet sind, aus
dem die Drucktaste herausragt.
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Ein solcher Sicherheits-Schalter. nach der Erfindung weist den besonderen
Vorteil auf, daß er bei Nichtvorliegen einer Überlastgegebenheit wie ein herkömmlicher
Schalter wirkt. Wenn dagegen, bei geschlossenem Schalter, eine Uberlast-gegebenheit
auftritt, dann öffnet der Überlastdetektor den Speisestromkreis für den Elektromagneten.
Die Haltevorrichtung wird dadurch unwirksam, und das zweite elastische Element im
Sicherheits-Schalter führt selbsttätig den Anker ebenso wie die Wippe
in
ihre Position bei geöffentem Schalter zurück. Dennoch kann, durch einfache Betätigung
der Drucktaste, festgestellt werden, ob der Motor selbst betriebsbereit ist, oder
nicht. Dieser Sicherheits-Schalter arbeitet also, mit Ausnahme der Wirkung seiner
Haltevorrichtung, auch im Falle des Vorliegens einer Überlastgegebenheit normal.
Der Druck auf die Drucktaste führt nämlich zu einem Wiederingangsetzen des Motors
während der kurzen Zeitspanne, da die Drucktaste bewußt betätigt ist, d. h., ohne
daß aufgrund dieses kurzen , probeweisen Wiederinbetriebsetzens die Gefahr einer
Beschädigung des Motors besteht. Im Gegenteil, wenn der Motor einen Schaden aufweist,
dann ruft die Betätigung der Drucktaste keinerlei Wirkung mehr hervor, und dadurch
ist eindeutig angezeigt, daß entweder der Motor selbst oder das mit ihm ausgerüstete
Gerät, insbesondere ein Lüfter, repariert werden muß.
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EinSicherheits-Schalter nach der Erfindung weist darüberhinaus auch
noch den Vorteil auf, geringere Abmessungen zu haben, als ein herkömmlicher Schalter
ohne Haltespule, während andererseits der erfindungsgemäße Schalter gegen einen
herkömmlichen ausgetauscht werden kann, ohne den Montagesockel abändern zu müssen.
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Im Hinblick auf den bevorzugten Anwendungsbereich liegt der Erfindung
also auch die Aufgabe zugrunde, einen Sicherheits-Schalter eingangs genannter Art
so klein auszugestalten, daß er bei herkömmlichen, mit üblichen Schaltern ausgestatteten
Lüftern eingesetzt werden kann, ohne daß die dort schon vorgesehene Halterung am
Gehäuse solcher Lüfter hierfür geändert werden müßte.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
sowie aus nachstehender Beschreibung zweier in der Zeichnung dargestellter bevorzugter
Ausführungsbeispiele zum erfindungsgemäßen Sicherheits-Schalter. Es zeigt:
Fig.
1 ein Schaltbild, in dem ein Sicherheits-Schalter nach der Erfindung in einen Speisestromkreis
eingesetzt ist; Fig. 2 und Fig. 3 im Aufriß, mit einer durch die Achse der Drucktaste
verlaufenden Schnittebene, einen erfindungsgemäß ausgestalteten Sicherheits-Schalter
in einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel, und zwar einmal in geöffneter und
einmal in geschlossener Schalterstellung; Fig. 4 und Fig 5 den Vorgang des Schließens
bzw. des öffnens bei Betätigung eines Schalters nach Fig. 2/Fig. 3; Fig. 6 und Fig.
7 eine Schnittdarstellung entsprechend Fig. 2 und Fig. 3, mit durch die Achse der
Drucktaste und rechtwinklig zur Achse der Wippe verlaufender Schnittebene, durch
ein gegenüber demjenigen nach Fig. 2 und Fig. 3 abgewandeltes und weitergebildetes
Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Schalter, ebenfalls bei geöffneter
und geschlossener Schalterstellung; Fig. 8 und Fig. 9 die Gegebenheiten bei Betätigung
zum Öffnen bzw. zum Schließen des Schalters nach Fig. 6/ Fig. 7, und Fig. 10 in
vergrößerter Detaildarstellung, teilweise im Schnitt, eine Wippe für einen Schalter
nach Fig. 6 / Fig. 7.
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Fig. 1 zeigt schematisch die Speise-Schaltung eines Elektromotors
1, bei dem es sich insbesondere um einen Exhauster-Motor handelt, der an zwei Wechselstrom-Speiseleitungen
2, 3 angeschlossen ist. In die Speiseleitung 2 ist ein Sicherheitsschalter 4 eingeschaltet,
während die Speiseleitung 3 direkt an den Elektromotor 1 führt. Der Schalter 4 weist
eine Drucktaste auf, die in Richtung des Pfeiles F wirkt, sowie eine Kontakt-Wippe
5 und Relais 6, das dazu bestimmt ist, die Kontakt-Wippe 5 in geschlossener Stellung
zu halten. Die Spule dieses Relais 6 wird dadurch gespeist, daß sie einerseits an
den Ausgang des Schalters 4 und andererseits an die Speiseleitung 3 angeschlossen
ist, letzteres über einen Bimetallschalter 7, der hinter dem Elektromctr1 im diesen
verlassenden Kühlluftstrom angeordnet ist. We aus dem Schaltbild nach Fig. 1 ohne
weiteres ersichtlich schaltet der Bimetallschalter 7, wenn der Elektromotcr 1 zu
heiß wird, das Relais 6 ab und verhindert dadurch, daß die Kontakt-Wippe 5 weiterhin
in ihrer geschlossenen Stellung gehalten wird.
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Der Elektromolor 1 wird also bei Auftreten einer Überlast angehalten,
und er bleibt angehalten, so lange die Temperatur nicht hinreichend abgesunken ist.
Um dem Benutzer anzuzeigen, daß der Stillstand des Lüfters nicht aufgrund eines
Defektes eingetreten ist, sondern aufgrund einer vorübergehenden Überlastung, kann
eine elektrische Signallampe 8 den Anschlüssen des Sicherheits-Schalters 4 paraliel
geschaltet werden.
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Wie in Fig. 2 und in Fig. 3 im einzelnen dargestellt, besteht der
Schalter 4 bei einem ersten bevorzugten konstruktiven Ausführungsbeispiel im wesentlichen
aus einem zweigeteilten Gehäuse 9- 10 aus festem Kunststoff, wobei zwischen den
beiden Gehäuse-Teilen 9 und 10 zwei feststehende Eingangs- und Ausgangs-Kabelschuhe
11 nebeneinander angeordnet sind, von denen in Fig. 2 und in Fig. 3
nur
einer sichtbar ist. Auf diese Kabelschuhe 11 ist in der Schaltzeichnung gemäß Fig.
1 besonders hingewiesen. Eine Drucktaste 12 ist in einer Öffnung im oberen Teil
10 des Gehäuses 9 - 10 eingesetzt. Diese Drucktaste 12 sowie die Öffnung weisen
einen nicht-kreisförmigen Querschnitt auf (z. B. einen Querschnitt entsprechend
einer Zusammensetzung aus zwei Bogenstücken aus einem einheitlichen Kreis mit zueinander
parallelen Bogensehnen), wodurch verhindert ist, daß die Drucktaste 12 sich bezüglich
des Gehäuses 9 - 10 um die eigene Achse drehen kann.
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Im Inneren des Gehäuses 9 - 10 ist mittels eines L-förmigen metallischen
Rahmens 13 ein Magnetkern 14 befestigt, der von der Spule 15 des Relais 6 umgeben
ist. Ein Phasenschieber- oder Antiremanenz -Ring 16 ist am freien Ende des Magnetkern
14 angeordnet, wie es bei WechselstroRelais üblich ist. Das Relais 6 weist ferner
einen Anker 17 auf, der um einen begrenzten Winkel um eine Achse wippen kann, die
rechtwinklig zur Zeichenebene der Fig. 2 und Fig. 3 verläuft. Diese Achse fällt
angenähert zusemmen mit einem der Enden des Ankers 17 (im dargestellen Beispielsfalle
nach Fig. 2/Fig. 3 mit dem linken Ende des Ankers 17).
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Gegen den Anker 17 liegt eine Feder 18 an, die dazu dient, normalerweise
die Drucktaste 12 aus dem Gehäuse 9 - 10 herausragen zu lassen, wie in Fig. 2 und
in Fig.3 dargestellt. Auf der bezüglich der Drucktaste 12 gegenüberliegenden Seite
des Ankers 17 wird im Gehäuse 9 - 10 auf einer Achse 19, die parallel zur Wipp-Achse
des Ankers 17 verläuft, die Kontakt-Wippe 5 gehalten, die mit zwei Kontakten 20
ausgestattet ist, von denen in Fig. 2/ Fig. 3 einer sichtbar ist. Diese Kontakte
20, die untereinander in elektrisch leitender Verbindung stehen, wirken mit Kontakten
21 zusammen, mit denen die Kabelschuhe 11 ausgestattet sind.
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Die Kontakt-Wippe 5 ist gleichzeitig von der Kraft zweier Federn 22
und
23 beaufschlagt, die entgegengesetzt gerichtet sind. Die erste Feder 22 ist gegen
den unteren Teil 9 des Gehäuses 9 - 10 abgestützt, und sie sucht die Kontakt-Wippe
5 in ihrer geöffenten Stellung zu halten, die in Fig. 2 dargestellt ist, in der
die Kontakte 20 von den Kontakten 21 abgehoben sind. Die zweite Feder 23 liegt gegen
den Anker 17 derart an, daß sie versucht die Kontakt-Wippe 5 in ihrer geschlossenen
Stellung zu halten, die in Fig. 3 dargestellt ist. Unter Berücksichtigung des Abstandes
der jeweiligen Angriffspunkte an der Kontakt-Wippe 5 in Bezug auf den Ort der Achse
19 sind die beiden Federn 22, 23 derart eingestellt, daß die Wirkung der ersten
Feder 22 überwiegt, wenn die zweite Feder 23 den Anker 17 von der Spule 15 abhebt,
während andererseits die Wirkung der zweiten Feder 23 überwiegt, wenn sie über den
Anker 17 gespannt ist, wenn dieser von der Spule 15 angezogen ist. Ferner weist
die Drucktaste 12 eine Lamelle 24 auf, die derart angeordnet ist, daß sie in einem
Winkel gegenüber der Kontakt-Wippe 5 entweder gegen einen Ansatz 25 (nämlich zum
Öffnen, wie in Fig. 5 dargestellt) oder gegen den Anker 17 (nämlich zum Schließen,
wie in Fig. 4 dargestellt) anliegen und Druck ausüben kann. Die Drucktaste 12 ist
einstückig mit der Lamelle 24 ausgebildet, und zwar aus hinreichend plastischem
Kunststoff, damit die Lamelle 24 angesichts ihrer Dicke (horizontal in Fig. 2 und
in Fiq. 3 gesehen) sich etwas seitlich verbiegen kann, um entweder an der einen
Seite oder an der anderen Seite an dem Ansatz 25 vorbeigleiten zu können.
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Beim in Fig. 2 und in Fig. 3 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel
sind die beiden Federn 22 und 23 Druck-Schraubenfedern, die gegen einander gegenüberliegende
Seite: der Kontakt-Wippe 5, aber auf derselben Seite bezüglich ihrer Achse 19 und
gegenüber
der Lage des Ansatzes 25, gegen die Kontakt-Wippe 5 anliegen.
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Die Angriffsstelle der Feder 22, die gegen den unteren Teil 9 des
Gehäuses 9 - 10 abgestützt ist, liegt näher zur Achse 19 hin, als diejenige der
Feder 23, die gegen den Anker 17 abgestützt ist. Ein Zapfen 26, der vorzugsweise
an den unteren Teil 9 des Gehäuses 9 - 10 angeformt ist, greift von einem Ende aus
ins Innere der Feder 22 ein, um sie örtlich festzulegen. Gleiche Zapfen 27, 28 greifen
von einander gegenüberliegenden Enden ins Innere der Feder 23 ein, um diese festzulegen.
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Der Ansatz 25 ist seitlich an einem Arm 29 angeordnet, der angenähert
rechtwinklig von einem Ende der Kontakt-Wippe 5 fortragt, nämlich von demjenigen
Ende, das dem Ende gegenüberliegt, welches die Kontakte 20 trägt und in dessen Nähe
die zweite Feder 23 angreift. Der Arm 29 durchragt den Anker 17 durch ein Loch 30
hindurch, das etwa in der Mitte des Ankers 17 angeordnet ist. Dieses Loch 30 ist
hinreichend groß, um den Arm 29 mit dem Ansatz 25 frei hindurchtreten zu lassen.
Jenseits des Ankers 17, d. h. zum freien Ende der Lamelle 24 hin gerichtet, endet
der Arm 29 mit einer Kante 31, die derart ausgestaltet ist, daß sie jenes freie
Ende der Lamelle 24 entweder zum Ansatz 25 hin oder zur gegenüberliegenden Seite
des Armes 29 hin biegt. Die Achse der Spule 15 verläuft parallel zur Achse der Verschiebebewegung
der Drucktaste 12. Folglich ist der Anker 17 in Arbeitsposition (dargestellt in
Fig. 3) rechtwinklig zudieser Achse ausgerichtet. In geöffneter Position (Fig. 2)
ist dagegen die Kontakt-Wippe 5 rechtwinklig zu dieser Achse ausgerichtet. Bezogen
auf diese Positionen schwenken der Anker 17 und die Kontakt-Wippe 5 in entgegengesetzter
Richtung.
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Auf diese Weise ist ein Sicherheits-Schalter 4 geschaffen, dessen
Funktion
nachstehend beschrieben wird.
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Es sei von geöffneter Stellung des Schalters 4 ausgegangen.
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Wie in Fig. 2 dargestellt ist dann die Kontakt-Wippe 5 durch die Feder
22 so gehalten, daß ihre Kontakte 20 von den feststehenden Kontakten 21 abgehoben
sind. Das entspricht der im Schaltbild nach Fig. 1 dargestellten Situation, in der
die Speiseleitung 2 unterbrochen ist. Der Elektromotor 1 ist folglich nicht in Betrieb.
Gleichzeitig ist der Anker 17 vom freien Ende des Magnetkerns 14 mittels der Feder
23 abgehoben, und allein die Kante 31 des Armes 29 an der Kontakt-Wippe 5 ragt durch
das Loch 30 im Anker 17 hindurch.
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Wenn der Elektromotor 1 in Betrieb gesetzt werden soll, ist Druckausübung
auf die Drucktaste 12 entgegen der Wirkungsrichtung der Feder 18 erforderlich, wie
in Fig. 4 dargestellt, wo die Federn fortgelassen sind, um die Zeichnung übersichtlicher
zu gestalten.
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In Fig. 4 ist strichpunktiert die Ausgangs- oder Ruheposition der
Drucktaste 12, des Ankers 17 und der Kontakt-Wippe 5 angegeben, die der Darstellung
in Fig. 2 entspricht, und ausgezogen die Position dieser Elemente bei hineingedrückter
Drucktaste 12.
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Aus der Darstellung ist ersichtlich, daß zu Beginn der Bewegung der
Drucktaste 12 das freie Ende der Lamelle 24 sich (bezogen auf die Darstellung der
Fig. 4) rechts von der Kante 31 befindet und folglich gegen den Anker 17 andrückt,
bis dieser gegen das freie Ende des Magnetkerns 14 anliegt. Aufgrund der dadurch
auf den Anker 17 ausgeübten Schwenkbewegung sucht sein Zapfen 28 sich dem Zapfen
27 an der Kontakt-Wippe 5 anzunähern. Daraus resultiert eine Vergrößerung des von
der Feder 23 ausgeübten Druckes, deren Wirkung dann in Bezug auf die Wirkung der
Feder 22 überwiegt. Die Feder 23 bewirkt folglich ein Schwenken der Kontakt-Wippe
5 um
ihre Achse 19 im Uhrzeigersinne, bis ihre Kontakte 20 gegen
die ortsfesten Kontakte 21 in Anlage kommen. Dieser Bewegungsablauf entspricht dem
Schließen der beispielsweise in dem Schaltbild gemäß Fig. 1 dargestellten Kontakt-Wippe
5. Folglich kann nun über die Speiseleitung 2 der Elektromotor 1 mit Strom gespeist
werden. Die Schwenkbewegung der Kontakt-Wippe 5 wird dabei nicht durch Anlage des
Armes 29 gegen die Lamelle 24 behindert, da letztere sich elastisch zur Seite biegt,
wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Wenn am Orte der Anbringung des Bimetallschalters
7 (vergl. Fig. 1) normale Temperaturgegebenheiten herrschen, dann wird die Spule
15 gespeist und folglich der Anker 17 festgehalten, also die Kontakt-Wippe 5 in
ihrer neuen Position gehalten, auch wenn die Drucktaste 12 wieder losgelassen wird.
Der Schalter 4 hat also seine geschlossene Stellung eingenommen, wie sie in Fig.
3 dargestellt ist. Wenn dagegen am Orte der Anbringung des Bimetallschalters 7 eine
unzulässige Temperaturerhöhung auftritt und folglich der Bimetallschalter 7 die
Spule 15 abschaltet, dann führen die Federn 22 und 23 den Schalter 4 wieder in seine
geöffnete Position zurück, die in Fig. 2 dargestellt ist. Gleichzeitig leuchtet
die Signallampe 8 auf, wodurch angezeigt ist, daß irgendwelche sonstigen Bemühungen
zur Inbetriebsetzung des Elektromotors 1 nutzlos sind, solange der Motor nicht wieder
abgekühlt ist bzw. solange die Ursachen für die außerordentliche Erwärmung des Motoros
nicht beseitigt sind. Wenn die Signallampe 8 durchgebrannt ist oder unsorgfältig
in ihre Fassung eingeschraubt ist, dann kann auf die eingangs beschriebene Weise
ohne weiteres festgestellt werden, ob der Stillstand des Elektromotors 1 auf einer
momentanen Überlastung beruht, oder auf einer Störung.
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Es sei davon ausgegangen, daß der Schalter 4 geschlossen sei
seine
Teile also die in Fig. 3 dargestellte Position einnehmen.
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Zum Stillsetzen des Elektromotors 1 wird die Drucktaste 12 betätigt.
In Fig. 5, in deren Darstellung ebenso wie bei Fig. 4 die Federn fortgelassen sind,
ist strichpunktiert die Ausgangsstellung der noch nicht betätigten Drucktaste 12
sowie des Ankers 17 und der Kontakt-Wippe 5 angedeutet, was insoweit der in Fig.
3 dargestellten Position entspricht, und in ausgezogenen Linien die Stellung dieser
Elemente in der Endstellung der heruntergedrückten Drucktaste 12. Wie aus der Darstellung
der Fig. 5 ersichtlich, endet die Lamelle 24 vor Betätigung der Drucktaste 12 links
von der Kante 31, so daß das freie Ende der Lamelle 24 bei Betätigung der Drucktaste
12 gegen den Ansatz 25 am Arm 29 der Kontakt-Wippe 5 zur Anlage kommt. Die Kontakt-Wippe
5 wird also entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt, wodurch die Kontakte 20 von den
ortsfesten Kontakten an den Kabelschuhen 11 abgehoben werden und aufgrund Unterbrechung
des Stromkreises somit der Elektromotor 1 abgeschaltet ist. Gleichzeitig übersteigt
der Druck der Feder 23, die auf den Anker 17 einwirkt und deren Druck durch die
Wirkung des Hebelarmes noch verstärkt wird, die Anzugskraft der Spule 15, wodurch
der Anker 17 vom freien Ende des Magnetkerns 14 soweit abgehoben wird, als es die
momentane Stellung der hineingedrückten Drucktaste 12 zuläßt. Wenn die Drucktaste
12 losgelassen wird, wird sie von ihrer Feder 18 wieder in die unbetätigte Ausgangsposition
zurückgeschoben, und der Anker 17 folgt ihr bis in seine Öffnungs-Position. Der
Schalter 4 hat somit nun wieder die in Fig. 2 dargestellte Position eingenommen.
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Wie aus Fig. 2 und Fig. 3 ersichtlich zeichnet dieser Schalter 4 sich
durch eine sehr kompakte Bauweise aus, die sich nicht nur aus der angenähert parallelen
Anordnung der Kontakt-Wippe 5 und
des Ankers 17 ergibt, sondern
auch aus der Einfachheit der Bewegungsübertrag zwischen der Drucktaste 12 und der
Kontakt-Wippe 5 bzw. dem Anker 17, denn diese Bewegungsübertragung erfolgt allein
über die einzig vorhandene, biegsame Lamelle 24. Letztere kann einfach und kostengünstig
einstückig zusammen mit der Drucktaste 12 gegossen werden. Der Zusammenbau dieses
Schalters 4 ist sehr einfach, zumal er lediglich aus einer geringen Anzahlan Einzelteilen
besteht.
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Bei dem in Fig. 6 bis Fig. 10 dargestellten, gegenüber dem zuvor beschriebenen
Ausführungsbeispiel abgewandelten, bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Schalter
34 Einzelteile 39 bis 48 und 54 auf, die mit den entsprechenden Einzelteilen 9 bis
18 und 24 des Schalters 4 nach Fig. 2 und Fig. 3 identisch sind und deshalb nachfolgend
nicht näher im Detail beschrieben werden. Jedenfalls stützt die Feder 48 sich wieder
gegen den unteren Teil 39 des Gehäuses 39 - 40 ab. Darüberhinaus enthält der Schalter
34 die Bauteile 35, 50, 52 und 61, die den Bauteilen 5, 20, 22 und 31 beim Schalter
4 nach Fig. 2 bis Fig. 5 entsprechen.
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Der Anker 47 greift in eine Aussparung 62 in einem der Arme des Rahmens
43 ein. Der Anker 47 ist mittels einer Feder 64 gegen den Grund dieser Aussparung
62 im Rahmen 43 angedrückt, wobei einer der Ränder 63 dieses Grundes die Rotationsachse
für die Kippbewegung des Ankers 47 darstellt. Auf den Anker 47 wirkt ferner die
Feder 52 in dem Sinne, daß er seine in Fig. 6 dargestellte geöffnete Stellung einzunehmen
bestrebt ist, wie unten näher erläutert wird.
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Die Kontakt-Wippe 35 (vergl. auch Fig. 10), bei der es sich bevorzugt
um ein einstückes Formgußstück aus starren Kunststoff handelt, weist zwei miteinander
fluchtende Lagerzapfen 65 auf,
die in (nicht dargestellte) Kerben
im Rahmen 43 eingreifen, und zwar jenseits der Mittelebene durch den Anker 47 in
Bezug auf die Drucktaste 42. Diese Lagerzapfen 65 wirken als Rotationsachse für
die Kippbewegung der Kontakt-Wippe 35. Letztere weist zwei Andruckzonen 66 und 67
auf, die beiderseits der schneidenförmigen Kante 61 gelegen sind und alternativ
mit der Lamelle 54 zusammenwirken, die biegsam ist, um abwechselnd an der einen
Seite bzw. an der anderen Seite der Kante 31 vorbeigleiten zu können und so auf
entweder die Andruckzone 66 oder die Andruckzone 67 einwirken zu können. Die Lagerzapfen
65 liegen in der Mittelebene P (die sich rechtwinklig zur Darstellung der Fig. 6
bis Fig. 9 erstreckt) durch die Lamelle 54 im nicht verformten Zustand (vergl. Fig.
6 und Fig. 7). Diese Mittelebene P ihrerseits verläuft parallel zur Richtung der
Verschiebung der Drucktaste 42 bei ihrer Betätigung (senkrecht in Fig. 6 bis Fig.
9).
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Die gegenseitige Zuordnung ist so gewählt, daß die Mittelebene P entweder
durch die Andruckzone 67 , nämlich bei geöffneter Position (Fig. 6), oder durch
die Andruckzone 66, nämlich bei geschlossender Position (Fig. 7) des Schalters 34
hindurch verläuft. Die Andruckzonen 66 und 67 mit der dazwischenliegenden Kante
61 weisen insgesamt eine dachförmige Gewalt mit doppelter Neigung auf, wobei der
Dachfirst durch die Kante 61 dargestellt wird. Die Dachflächen sind außen durch
zwei Schultern 76 bzw. 75 (vergl. Fig. 10) begrenzt.
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Die Kontakt-Wippe 35 weist zwei Arme 68 auf, die sich symmetrisch
von einem Zentralkörper 69 aus fort erstrecken und den Anker 47 nach Art einer Gabel
umgreifen. Auf diesem Zentralkörper 69 sind die Andruckzonen 66 und 67 sowie die
Kante 61 ausgebildet. Schließlich weist der Anker 47 zwei seitliche Klauen 70 auf,
die in der
Zeichnung als hinter der Ebene des Ankers 47 angeordnet
dargestellt sind, um die Zeichnung klarer zu gestalten, die aber in der tatsächlichen,
bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes tatsächlich in dieser Ebene
angeordnet sind. Diese Klauen 70 am Anker 47 wirken mit den Armen 68 der Kontakt-Wippe
35 in einer Weise zusammen, die unten näher erläutert wird.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 bis Fig. 4 ist die Kontakt-Wippe
5 selbst mit beweglichen Kontakten ausgerüstet, die mit gehäusefesten Kontakten
auf den Kabelschuhen 11 zusammenwirken. Diese Lösung ist ebenfalls bei einer Kontakt-Wippe
35 gemäß Fig. 6 bis Fig. 9 anwendbar; bei diesem abgewandelten, bevorzugten Ausführungsbeispiel
erweist es sich aber als vorteilhafter, die beweglichen Kontakte 50, die untereinander
elektrisch leitend verbunden sind, auf einem Isolierträger 71 anzuordnen, der senkrecht
zur Mittelebene des Ankers 47 verschiebbar geführt ist.
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Hierfür ist es zweckmäßig, den unteren Teil 39 des Gehäuses 39 -40
mit einem Schaft 72 , der vorzugsweise durch Anformung einstückig damit ausgebildet
ist, vorzusehen, der durch den Isolierträger 71 derart hindurchragt, daß er für
letzteren als Führungselement dient, wobei dieser Schaft 72 sich parallel zur Mittelebene
P erstreckt. Auf diesen Isolierträger 71 wirkt die Rückstell-Feder 52, bei der es
sich vorzugsweise um eine Schraubenfeder handelt, die die Basis des Schaftes 72
umgibt. Mit seinem freien Ende greift der Schaft 72 in eine Ausnehmung ein, die
im oberen Teil 40 des Gehäuses 39 - 40 angeordnet ist. Der Schaft 72 durchquert
ferner zweckmäßigerweise einen der Arme des metallischen Rahmens 43 zu dessen Festlegung
im Gehäuse 39 - 40.
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Die beweglichen Kontakte 50 sind auf einem Metallsteg 73 angeordnet,
der seinerseits vom Isolierträger 71 getragen wird, wobei eine gewisse Bewegungsfreiheit
in Richtung parallel zur Achse
des Schaftes 72 sichergestellt ist.
Auf diese Weise wird der Metallsteg 73 vom Schaft 72 frei durchquert,und er stützt
sich gegen den Isolierträger 71 ab. Eine Feder 74 ist zwischen dem Isolierträger
71 und demMetallsteg 73 so eingesetzt, daß dessen Kontakte 50 gegen die ortsfesten
Kontakte an den Kabelschuhen 41 angedrückt werden und den notwendigen Kontaktdruck
in geschlossener Schalterstellung (vergl. Fig. 7) sicherstellen. Beim dargestellten,
bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Feder 74 eine Schraubenfeder, die den mittleren
Teil des Schaftes 72 umgibt und die im Inneren des Isolierträgers 71, der ein Profil
eines gestauchten U aufweist, angeordnet ist. Die beiden Schenkel des U-förmig profilierten
Isolierträgers 71 dienen als Führung für den durch sie hindurchtretenden Schaft
72. Der untere Schenkel wird von der Feder 52 nach oben gedrückt. Der obere Schenkel
dient als Anlage für die Feder 74, die somit sucht, den Metallsteg 73 nach unten
zu drücken, also in Richtung auf die innere Oberfläche des unteren Schenkels des
Isolierträgers 71 zu. Darüberhinaus bewirkt der obere Schenkel einen Druck gegen
das bewegliche Ende des Ankers 47 im Sinne der Öffnungsbewegung des Schalters.
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Somit ist ein Sicherheitsschalter gegeben,dessen Arbeitsweise nachstehend
erläutert ist.
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Es sei ausgegangen von einem geöffneten Schalter 34, wie in Fig. 6
dargestellt, bei dem die Feder 52 den Isolierträger 71 in hochgeschobener Stellung
hält. Daraus resultieren zwei Wirkungen.
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Einerseits sind die beweglichen Kontakte 50, die von dem Metallsteg
73 getragen werden, der seinerseits mit dem Isolierträger 71 angehoben ist, von
den stationären Kontakten der Kabelschuhe 41 abgehoben. Die in Fig. 1 dargestellte
Speiseleitung 2, in die der Schalter 34 eingeschaltet ist, ist somit unterbrochen.
Der
Elektromotor 1 , der über die Speiseleitungen 2 und 3 gespeist
wird, ist folglich außer Betrieb. Andererseits wird der Anker 47 durch den Isolierträger
71 in hochgehobener Stellung gehalten, und indem der Anker 47 auf den Zentralkörper
69 einwirkt, wird die Kontakt-Wippe 35 in derjenigen Winkelstellung gehalten, in
der die Andruckzone 67 in der Mittelebene P liegt.
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Um den Elektromotor 1 (Fig. 1) in Betrieb zu setzen, wird die Drucktaste
42 gegen die Wirkung der Feder 48 betätigt, wodurch die Bauteile 35, 47, 71 und
73 aus der in Fig. 6 dargestellten Stellung in die in Fig. 8 dargestellte Stellung
übergeführt werden. Während des ersten Teiles der Bewegung der Drucktaste 42 erreicht
das freie Ende der Lamelle 54 zunächst die Andruckzone 67 der Kontakt-Wippe 35,
und aufgrund der Neigung dieser Andruckzone 67 biegt die Lamelle 54 sich nach rechts,
so daß ihr freies Ende rechts von der Mittelebene P zu liegen kommt und folglich
an den Lagerzapfen 65 der Wippe 35 vorbeiweist. Die Lamelle 54 bewegt die Wippe
35 im Uhrzeigersinne, bis die in Fig. 8 dargestellte Position erreicht ist.Die Verdrehung
der Wippe 35 bewirkt, daß die Andruckzone 67 aus der Mittelebene P herausgeschwenkt
wird. Die Lamelle 54 verformt sich dabei elastisch, wie aus einem Vergleich der
Situationsdarstellungen in Fig. 6 und in Fig. 8 ersichtlich. Das freie Ende der
Lamelle 54 kann entlang der Druckzone 67 gleiten, aber diese Bewegung wird bei Erreichen
der Schulter 75 (vergl. Fig. 10) blockiert. Indem sie sich verdreht, gerät die Wippe
35 mit ihrem Zentralkörper 69 gegen den Anker 47 in Anlage und drücktdiesen entgegen
der Wirkung der Feder 52 nach unten, bis zur Anlage gegen das freie Ende des Magentkern
44. Der Anker 47 wird nun durch die magnetische Zugkraft, die von der Spule 45 des
Relais 6 (wenn der Bimetallschalter 7 gemäß Fig. 1 das Vorhandensein normaler Temperatur
feststellt) in einer Position gehalten, in der der Isolierträger 71 und der Metallsteg
73 nach unten gedrückt werden. Im Zuge dieser
Abwärtsbewegung gerät
der Metallsteg 73 in Stillstand, wenn die feststehenden Kontakte der Kabelschuhe
41 berührt werdenjund die Feder 74 stellt den notwendigen Kontaktdruck dann sicher.
Der Elektromotor 1 ist somit eingeschaltet. Die Drucktaste 42 kann nun wieder losgelassen
werden,und aufgrund der Wirkung der Feder 48 hebt sie sich wieder in die in Fig.
7 gezeigte Position. Das Relais 6 hält nun den Anker 47 und über diesen den Isolierträger
71 in dieserStellung fest, und der Elektromotor 1 bleibt in Betrieb.
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Durch Wirkung der Klauen 70 an den Armen 68 der Wippe 35 hält der
Anker 47 die Wippe 35 in der soeben erreichten Stellung (Fig. 8). In der in Fig.
7 dargestellten Stellung hat die Lamelle 54 sich wieder in die Ausgangslage in der
Mittelebene P rückgerichtet, die nunmehr durch die andere Andruckzone 66 am Zentralkörper
69 der Wippe 35 hindurch verläuft. Wenn der Bimetallschalter 7 des Relais 6 (vergl.
Fig. 1) eine anormale Temperaturerhöhung feststellt, dann wird aufgrund Öffnens
des Bimetallschalters 7 der Anker 47 nicht mehr von der Spule 45 magnetisch angezogen,und
die Feder 52 führt die beweglichen Elemente des Schalters 34 aus der Schließstellung
gemäß Fig. 7 (oder gemäß Fig. 8) in die geöffnete Stellunq qemäß Fiq.6 zurück. Alle
Bemühunqen, den
Elektromotor 1 wieder in' Betrieb zu setzen, werden vergeblich sein, solange dieser
nicht wieder abgekühlt ist bzw. solange nicht die Ursachen für die außergewöhnlicheErwärmung
des Elektromotors 1 beseitigt sind.
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In der in Fig. 7 dargestellten Position ist der Schalter 34 geschlossen.
Um den Stromkreis zu öffnen, den Elektromotor 1 also abzuschalten, wird abermals
auf die Drucktaste 42 in Richtung entgegen der Wirkung der Feder 48 Druck ausgeübt,
so daß die Bauteile 35, 47 und 71 aus der in Fig. 7 dargestellten Position
in die in Fig. 9 dargestellte Position bewegt werden. Im ersten
Teil der Bewegungder Drucktaste 42 berührt die Lamelle 54 zunächst die Andruckzone
66 der Wippe 35, und aufgrund der Neigung dieser Andruckzone 66 beginnt das freie
Ende der Lamelle 54 sich nach links zu biegen, bis dieses freie Ende links außerhalb
der Mittelebene P durch die Lagerzapfen 65 der Wippe 35 ai liegen kommt.
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Die Lamelle 54 bewirkt dabei eine Verdrehung der Wippe 35 um die Lagerzapfen
65 in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn, bis die in Fig. 9 dargestellte Position
von der Wippe eingenommen ist.
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Die Drehbewegung der Wippe 35 bewirkt, daß dadurch die Andruckzone
66 aus der Mittelebene P herauswandert. Die Lamelle 54 ist folglich einer elastischen
Verformung unterworfen, wie sich aus einem Vergleich der Darstellungen in Fig. 7
und in Fig. 9 ergibt.
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Das freie Ende der Lamelle 54 kann entlang der Andruckzone 66 gleiten,
bis die Schulter 76 (vergl. Fig. 10) erreicht wird. Im Zuge der Verdrehbewegung
wirkt die Wippe 35 mit ihren Armen 68 auf die Klauen 70 des Ankers 47 derart ein,
daß der Anker 47 aus der Anzugzone der Spule 45 herausgehoben wird. Die Feder 52
kann dann den Isolierträger 71 mit dem Metallsteg 73 sowie über den Isolierträger
71 den Anker 47 hochheben, bis die in Fig. 9 dargestellte Position erreicht ist.
Daraus resultiert die Trennung der Kontakte 50 am Metallsteg 73 von den Kontakten
an den Kabelschuhen 41 und somit das Abschalten des Elektromotors 1. Die Drucktaste
42 kann nun wieder losgelassen werden, so daß sie aufgrund der Einwirkung der Feder
48 wieder sich nach oben bewegt, wobei zugleich alle Konstruktionselemente des Schalters
34 wieder die in Fig. 6 wiedergegebene Position einnehmen, in der die zuvor elastisch
verformt gewesene Lamelle 54 wieder ihre ursprüngliche Stellung eingenommen hat.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Merkmale
und Maßnahmen beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Abwandlungen und Weiterbildungen
sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale
und Maßnahmen.