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Thermisch betätigbarer Schalter
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Die Erfindung bezieht sich auf einen thermisch betätigbaren Schalter
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bei einem bekannten Schalter dieser Art (US-PS 3 614 702) ist das
wärmeempfindliche Element (ein Bimetallelement) im Deckel des Gehäuses angeordnet,
während die Kontaktstiicke in dem behälterartigen Gehäuseteil angebracht sind. Da
die beiden Gehäuseteile getrennt hergestellt werden, ist der Abstand zwischen dem
Bimetallelement und der Berührungsebene der Kontakt stücke bei der gewUnschten Schalttemperatur
von den Herstellungstoleranzen der beiden Gehäuseteile abhängig. Die Länge des Stößels
zwischen dem Bimetallelement und dem beweglichen KontaktstUck muß daher gegebenenfalls
bei Jedem Schalter nachgearbeitet werden, um die gewünschte Schalttemperatur genau
einzuhalten, Dies ist arbeitsaufwendig.
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Auch wenn Stößel in den verschiedensten Längen vorrätig gehalten werden,
ist das Keraussuchen der Jeweils passenden Länge aufwendig.
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Sodann ist es bekannt (US-PS 2 753 422), die Stößellänge einstellbar
auszubilden.
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In jedem Falle ist ein zusätzlicher Arbeitsaufwand zur genauen Eichung
der Schalttemperatur erforderlich.
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Wenn die beiden Gehäuseteile, wie bei dem gattungsgemäBen Schalter,
durch einen gleichzeitig die Sicherungslippen für das Bimetallelement bildenden
Klemmring unlösbar verbunden sind-und sich nach einer Überprüfung der Schalttemperåtur-
herausstellt, daß diese nicht genau eingehal-
ten wird, ist der
gesamte Schalter unbrauchbar, da eine nachträgliche Eichung nicht mehr möglich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalter der gattungsgemäßen
Art anzugeben, bei dem die gewünschte Schalttemperatur ohne Nacharbeitung oder Einstellung
der Stößellänge genau eingehalten wird.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet.
Bei dieser Ausbildung liegen das wärmeempfindliche Element und die Kontaktstücke
im selben einstückigen Gehäuseteil, so daß die Sicherungslippen und das feststehende
Kontakt stück einen festen Abstand aufweisen. Bei allen Schaltern kann daher ein
Stößel mit genau vorherbestimmter Länge verwendet werden, so daß eine Nacharbeitung
oder Justierung der Stößellänge entfällt.
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Die Ausbildung nach den Ansprüchen 2 und 3 ermöglicht eine selbsttätige
Rückstellung des Stößels.
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Die Ausbildung nach Anspruch 4 ergibt einen genau definierten Abstand
zwischen den Sicherungslippen und dem feststehenden Kontakt stück.
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Durch die Ausbildung nach Anspruch 5 ergibt sich eine Lagesicherung
der KontaktstUcke ohne weitere Befestigungselemente.
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Die Ausbildung nach Anspruch 6 ermöglicht einen einfachen Zusammenbau
durch einfaches Einlegen aller im Inneren des Gehäuses anzuordnenden Teile.
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Die Ausbildung nach Anspruch 7 ergibt eine integrierte Schalter-Sicherungs-Baueinheit,
die nicht nur ein Schliessen oder Unterbrechen eines Stromkreises in Abhängigkeit
von
der Temperatur, sondern auch eine Stromkreisunterbrechung bei Uberstrom bewirkt.
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Die Ausbildung nach Anspruch 8 ergibt einen Schalter mit Selbsthaltefunktion.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung bevorzugter Ausführungsbeispiele
näher beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schalters nach der
Erfindung mit weggebrochenem Deckel, Fig. 2 eine Endansicht des Schalters nach Fig.
1, einschließlich des abgenommenen Deckels, Fig. 3 eine Draufsicht auf den Schalter
nach Fig. 1, Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Deckels des Schalters nach
Fig, 2, Fig. 5 eine Seitenansicht eines leeren Gehäuseteils des Schalters nach Fig.
1, Fig. 6 den Schnitt 6-6 nach Fig. 1, Fig. 7 eine Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Schalters mit einer Verriegelungs- und Rückstelleinrichtung
in der normalen Betriebsstellung, Fig. 8 eine ähnliche Ansicht wie die nach Fig.
7 bei betätigter Einrichtung im Falle einer Überlastung, Fig. 8A den Schnitt 8A-8A
nach Fig. 8,
Fig. 9 eine Seitenansicht eines anderen AusfUhrungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Schalters mit einem daran angeschlossenen Schmelzsicherungselement
und Fig. 10 ein anderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schalters mit
angeschlossenem Schmelzsicherungselement, wobei die Anschlüsse auf der gleichen
Seite des Schalters liegen.
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Die nachstehend beschriebenen Schalter enthalten ein wärmeempfindliches
thermisch betätigtes Element und werden normalerweise zur Unterbrechung eines elektrischen
Stromkreises in Abhängigkeit von einer Übertemperatur verwendet. Der Schalter nach
den Fig. 1 bis 6 hat einen einstückigen Gehäuseteil 12 mit einem plattenförmigen
Deckel 14. Der Gehäuseteil 12 und der Deckel 14 sind vorzugsweise aus einem Material,
wie thermoplastischem Kunststoff, gegossen, der elektrisch isolierend ist und dielektrische
Eigenschaften aufweist.
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Der einstückig gegossene Gehäuseteil 12 hat zwei sich gegenüberliegende
Endwände 16 und 17, eine Rückwand 18, eine Bodenwand 19 und eine Deckwand 20, die
alle einen mittleren Hohlraum 22 begrenzen, der von der der Rückwand 18 gegenüberliegenden
Vorderseite her zugänglich ist. In der Deckwand 20 ist eine Tasche 24 mit Sicherungslippen
25, 25' oder einem oberen Sicherungswulst ausgebildet, die ein temperaturempfindliches
Element 26, hier ein Bimetallelement, übergreifen, das in Abhängigkeit von Temperaturänderungen
in der Tasche 24 bewegbar ist. Die Lippen 25, 25' am äußeren Öffnungsrand der Tasche
bilden ein Widerlager für das Element 26, wenn es in der Tasche 24 verbogen wird.
Von der Tasche 24 führt eine oeffnung 2B in Form einer Bohrung ins Innere des Gehäuseteils
12 bzw. in den Hohlraum 22. Diese Bohrung nimmt einen Stößel 30 in Form eines Stiftes
auf, wie
es in Fig. 1 dargestellt ist. Die Tasche kann einwärts
in bezug auf die äußere Oberfläche der Deckwand liegen, um eine Abdichtung der mechanischen
Einrichtung zu unterstützen.
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In den Hohlraum 22 ragt ein Kontakt stück 34 mit einer ebenen Fläche,
die an einer ebenen Fläche 34b des Hohlraums 22 anliegt. Die dem Innenraum bzw.
Hohlraum 22 zugekehrte Seite des inneren Kontaktteils des Kontaktstücks 34 ist mit
einer Kontaktwarze 35 versehen. Ferner ist das Kontaktstück 34 mit Vorsprüngen 36,
36', 37, 37' (siehe Fig. 6) versehen, die Jeweils in Vertiefungen 38, 38' (siehe
Fig. 5) des Gehäuseteils 12 und in Vertiefungen 39, 39' des Deckels 14 (siehe Fig.
4) ragen. Die Vorsprünge passen genau in die Vertiefungen, so daß das Kontaktstück
34, das durch einen zur Vorderseite hin offenen Schlitz 40 in der Seitenwand 17
hindurchgeführt ist, zwangsläufig die richtige Einbaulage im Hohlraum 22 einnimmt.
Das elektrisch leitende Kontaktstück 34 liegt an der Fläche 34b (siehe Fig. 5) des
Gehäuseteils 12 an, die aufgrund der einteiligen Ausbildung des Gehäuses 12 eine
feste Lage in bezug auf den Wulst oder die Lippen 25, 25' aufweist, der bzw. die
ebenfalls einteilig mit dem Gehäuseteil ausgebildet sind.
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Diese feste relative Lage ermöglicht es, einen Stößel mit genau vorbestimmter
Länge zu verwenden, ohne die Ldnge des Stößel auf die 3jeweilige Anordnung zuschneiden
oder trimmen zu müssen, da der Abstand zwischen der Fläche 34b und den Lippen 25,
25' konstant ist, im Gegensatz zu einem Schalter, bei dem die Fläche 34b einerseits
und die Lippen 25, 25 andererseits an getrennten Gehäuseteilen ausgebildet sind,
deren Abmessungen aufgrund von Herstellungstoleranzen unterschiedlich sind.
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In ähnlicher Weise ragt ein zweites Kontakt stück 44 durch einen zur
Vorderseite hin offenen Schlitz 45 in der Seitenwand 16 in den Hohlraum 22. Das
Kontaktstück 34 besteht aus einem feststehenden Teil und einem inneren be-
weglichen
Kontaktteil in Form einer Blattfeder mit einem elastischen Teil 46 und einem Kontaktarm
48, der in der Nähe seines Endes mit einer Kontaktwarze 50 versehen ist.
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Das Kontaktstück 44 ist ebenfalls mit seitlichen Vorsprüngen 52, 52,
53, 53' versehen, die jeweils in Vertiefungen 54, 54' und 55, 55' im Gehäuseteil
12 bzw.
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Deckel 14 eingreifen. Zusätzlich kann ein drittes feststehendes Kontakt
stück 60 vorgesehen sein, das durch die Seitenwand 17 hindurchgeführt sein kann
und ebenfalls mit Vorsprüngen versehen ist, die in gleicher Weise wie die Vorsprünge
der Kontaktstücke 34 und 44 in Vertiefungen 62 des Gehäuseteils 12 und in Vertiefungen
64 des Deckels 14 eingreifen können.
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Der Kontaktteil 48 ist so angeordnet, daß er als Ruhekontakt wirkt
und eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Kontaktstücken 34 und 44 vorliegt.
Wenn das scheibenförmige Bimetallelement 26 in Abhängigkeit von einer Temperaturänderung
verbogen wird, drückt der Stößel 30 den Kontaktarm 48 von dem Kontaktstück 44 weg,
so daß die leitende Verbindung unterbrochen wird. Falls eine Umschaltfunktion erwünscht
ist, kann der Kontaktarm gleichzeitig die Verbindung zwischen den Kontakt stücken
44 und 60 nach Fig. 1 herstellen.
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Die Tasche 24 und die Bohrung 28 sind ebenfalls zur Vorderseite hin
offen. Beim Zusammenbau können daher die Kontaktstücke, der Stößel und das wärmeempfindliche
Element 26 alle von der Vorderseite her auf einfache Weise in den Gehäuseteil eingesetzt
werden, und dann wird der Deckel 14 angebracht. Der Deckel 14 ist mit einem Vorsprung
66 versehen, der in die Bohrung 28 eingreift und sich an den Stößel 30 anlegt, und
die seitlichen Vorsprünge an den Kontaktstücken greifen ebenfalls jeweils in die
Vertiefungen des Gehäuseteils und des Deckels ein.
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Gehäuseteil und Deckel können dann durch Verbindungsteile
verbunden
werden, die durch Öffnungen 68 im Gehäuseteil und Öffnungen 69 im Deckel hindurchgeführt
werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 und 8 ist der Schalter
mit einer Einrichtung zur manuellen Rückstellung der Kontaktstücke aus einer geöffneten
Lage nach Fig. 8 in die geschlossene Lage nach Fig. 7 versehen. Die Rückstelleinrichtung
enthält ein Verriegelungsglied in Form eines etwa L-förmigen Hebels mit einem ersten
Hebelarm und einem zweiten Hebelarm 72, der ein hakenförmiges Ende aufweist. Das
Verriegelungsglied ist in einem Schlitz einer Verlängerung 44a des ktontaktstücks
44' angeordnet und auf einem Querstift 74 drehbar gelagert. Wenn das Bimetall-Element
26 in die in Fig. 8 dargestellte Lage verbogen wird und der Kontaktarm 48' nach
oben bewegt worden ist, untergreift der Hebelarm 72 mit seinem hakenförmigen Ende
die Kante eines Schlitzes 48a im Kontaktarm 48' (siehe Fig. 8A), so daß der Kontaktarm
48' in der vom Kontaktstück 34' abgehobenen (getrennten Lage) gehalten wird. Die
Verriegelungsfunktion wird durch eine blattfederartige Verlängerung 76 unterstützt,
die in ein Lager 77 am Hebelarm 72eingreift und den Haken ständig in die Verriegelungslage
(nach rechts in der Zeichnung).drückt.
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Durch Niederdrücken des Schaftes 78, oder am Hebelarm 70 des Verriegelungsgliedes
anliegt, wird das Verriegelungsglied gegen die Kraft der Feder 76 tim Uhrzeigersinne)
gedreht und der Kontaktarm 78' entriegelt, so daß er in seine Ruhelage zurückkehrt,
sofern das Bimetall-Element 26' in seine normale Lage nach Fig. 7 zurückgekehrt
ist, Im übrigen ist der Schalter ebenso wie der nach den Fig. 1 bis 6 aufgebaut.
So weisen die Kontaktstücke ebenfalls seitliche Vorsprünge auf, die in Vertiefungen
des Gehäuseteils 12' eingreifen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Gehäuseteil
12' nur geringfügig abgewandelt, so daß er einen hochragenden
Vorsprung
12a aufweist, der den Rückstellschaft 78 und dessen manuell zu betätigenden Kopf
79 aufnimmt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9 und 10 ist der Gehäuseteil
12 mit einer eingebauten Schmelzsicherung 80 versehen, die zwischen den Anschlüssen
für den zu überwachenden Stromkreis liegt. So ist die Schmelzsicherung 80 nach Fig.
9 an einer Stelle 82 des Anschlusses 34a und an dem den anderen Anschluß bildenden
Kontaktstück 34 an einer Stelle 84 angeschlossen, z.B. angelötet. Wenn daher ein
Uberstrom auftritt, wird der Stromkreis zwischen dem Anschluß 34a und dem Kontaktstück
44 unterbrochen. Wenn die Anschlüsse auf der gleichen Seite des Schaltergehäuses
liegen sollen, was das Anschließen des Schalters an einem Ende einer Schaltungsplatte
erleichtert, dann wird, wie es in Fig. 10 dargestellt ist, das eine Ende der Schmelzsicherung
am Anschluß 34a angeschlossen, und zwar ebenso wie es in Fig. 9 dargestellt ist,
während das andere Ende am Kontaktstück 44 an der Stelle 86 angeschlossen, z.B.
angelötet wird, was zum gleichen Ergebnis führt, In allen Fällen sind die Kontaktstücke
mit seitlichen Vorsprüngen versehen, die in Vertiefungen des GehEuseteils und des
Deckels 14 eingreifen, wie es in den Fig, 1 bis 6 dargestellt ist. Die Schmelzsicherung
stellt auch einen Schutz gegen verschweißte Kontakte dar, und alle Bauteile in einer
Einheit vorzusehen, ist für den Benutzer vorteilhaft.