DE3786492T2 - Stromkreisunterbrecher. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Stromkreisunterbrecher und insbesondere einen Stromkreisunterbrecher, der sich als Ersatz für eine herkömmliche Sicherungsfassung eignet.
• Auf dem Gebiet der elektrischen Stromkreisunterbrecher ist es bekanntes Vorgehen, eine Unterbrecheranordnung in einem Gehäuse einzuschließen, das im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und im einzelnen derart bemessen ist, daß der Stromkreisunterbrecher das gleiche äußere Erscheinungsbild wie eine herkömmliche längliche Sicherungsfassung besitzt. Bereits bekannte Unterbrecher dieses Typs kann man in der US-A-4 068 203 finden, die die Benutzung eines Bimetallstreifens mit Schnappeinrichtung offenbart, auf dem ein beweglicher Kontakt in Wirkverbindung mit einer federgespannten Isolier- Zwischenwand steht. Die Isolier-Zwischenwand ist direkt mittels eines beweglichen Kontaktes in geschlossener Position gegen die Federvorspannung im normalen Betriebszustand verriegelt. Die Isolier-Zwischenwand wird entriegelt, um sich als Antwort auf eine Fehlerstrombedingung zwischen die beabstandeten Kontakte zur Isolation dieser voneinander zu bewegen. In solchen vorbekannten Unterbrechern erhält der Bimetallstreifen durch die Isolier-Zwischenwand eine gleichbleibende Federkraft, da der Bimetallstreifen mit Schnappeinrichtung selbst vorgespannt in Richtung auf das Schließen des Kontaktes ist und eine Verriegelung in der Isolierwand gegen die Federkraft bewirkt, indem der bewegliche Kontakt auf ihm mit der Zwischenwand in Verbindung tritt, die die wärmeansprechende Eigenschaft des Bimetallstreifens nach einer länger andauernden Benutzungsdauer verändern oder wenigstens stören kann, was schließlich in nicht zuverlässigem fehlerstromabhängigem Auslösen endet. Dieses stellt ein kritisches Problem für den Unterbrecher dar, zusätzlich dazu, daß die Zwischenwand selbst den Zusammenbau des Unterbrechers schwierig werden läßt.
• Ein weiterer Stromkreisunterbrecher des Standes der Technik wird in der US-A-4 048 608 dargestellt, in der ein Kontaktbetätigungselement durch einen Bimetallstreifen verriegelt wird, der unabhängig von den Kontakten gebildet ist. Das Kontaktbetätigungselement wird im Betrieb mit einem beweglichen Kontakt durch einen Mechanismus mit einer exzentrischen Verbindung verbunden.
• In Anbetracht des obigen ist die vorliegende Erfindung dazu geeignet, einen verbesserten elektronischen Stromkreisunterbrecher zu schaffen, dessen nutzbringende Anordnung seiner Bestandteile den Designanforderungen für ein kompaktes und längliches Gehäuse genügt.
• Ein erfindungsgemäßer Stromkreisunterbrecher enthält die Merkmale des Anspruches l.
• Die Erfindung kann aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher werden, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird.
• Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht eines Stromkreisunterbrechers in seiner Stellung mit geschlossenen Kontakten nach einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die Hälfte seines Gehäuses entfernt ist;
• Fig. 2 ist eine Schnittansicht des Stromkreisunterbrechers von oben;
• Fig. 3 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des Stromkreisunterbrechers;
• Fig. 4 ist eine perspektivische Teildarstellung des Abschnittes der Federmittel und eines zugehörigen Teiles, das in dem Stromkreisunterbrecher benutzt wird;
• Fig. 5 ist eine Längsschnittansicht des Stromkreisunterbrechers in einer ausgelösten Position mit offenem Kontakt;
• Fig. 6 ist eine Längsschnittansicht des Stromkreisunterbrechers in einer anderen ausgelösten Position mit offenen Kontakten;
• Fig. 7 ist eine Längsschnittansicht eines Stromkreisunterbrechers in der Position mit geschlossenen Kontakten nach einer geänderten Ausführung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels, wobei die Hälfte seines Gehäuses entfernt ist;
• Fig. 8 ist eine Schnittansicht des Stromkreisunterbrechers der Fig. 7 von oben;
• Fig. 9 ist eine Längsschnittansicht eines Stromkreisunterbrechers in der Position mit geschlossenen Kontakten nach einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die Hälfte seines Gehäuses entfernt ist;
• Fig. 10 ist eine Schnittansicht des Stromkreisunterbrechers der Fig. 9 von oben;
• Fig. 11 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des Stromkreisunterbrechers;
• Fig. 12 ist eine vergrößerte Teilansicht des Stromkreisunterbrechers in einer Position mit geschlossenen Kontakten;
• Fig. 13 ist eine vergrößerte Teilansicht des Stromkreisunterbrechers, die den Vorgang des Auslösens darstellt;
• Fig. 14 ist eine Längsschnittansicht des Stromkreisunterbrechers in einer ausgelösten Position mit offenen Kontakten, und
• Fig. 15 ist eine Seitenansicht des Stromkreisunterbrechers in einer anderen ausgelösten Position mit offenen Kontakten
• Bezugnehmend auf Fig. 1 bis 3 enthält der Stromkreisunterbrecher ein längliches Gehäuse 10 mit einer längs verlaufenden Achse, das aus einem elektrisch isolierenden Plastikmaterial gegossen wurde, um im wesentlichen mit zylindrischem Körper geformt zu werden. Das Gehäuse 10 besteht aus einem Paar Hälften 10a und 10b, die miteinander zusammenwirken, um zwischen sich eine längliche Höhlung 10c zu bilden, und ist derart ausgebildet, daß es eine Öffnung 10d an seinem vorderen Ende und ein Paar beabstandete schlitzähnliche Öffnungen 10e und 10f an seinem rückwärtigen Ende besitzt.
• Aufgenommen in der Höhlung 10c befindet sich eine elektrisch leitende Kontaktanordnung 20, die aus einem Basisrahmen 21 besteht, einem länglichen Kontaktfederelement 22, dessen Vorderende an dem Basisrahmen 21 befestigt ist und einen beweglichen Kontakt 23 an seinem rückwärtigen Ende trägt, sowie einem stationären Kontakt 24, der dem beweglichen Kontakt 23 gegenüberliegend angeordnet ist. Der stationäre Kontakt 24 ist auf einer Verlängerung 25a nach innen eines ersten Anschlusses 25 durch die Öffnung 10e einklemmend eingeschlossen, während der bewegliche Kontakt 23 elektrisch mittels das Kontaktfederelementes 22 verbunden ist, während der Basisrahmen 21 und ein Heizwiderstand 32 ebenso durch die Öffnung 10f des Gehäuses 10 mit einer Verlängerung 26a nach innen eines zweiten Anschlusses 26 einklemmend eingeschlossen sind. Der erste und der zweite Anschluß 25 und 26 sind dafür ausgelegt, aus dem rückwärtigen Abschnitt des Gehäuses 10 hervor zustehen und ein Paar von Steckerzungen zu bilden, um in einer entsprechend dimensionierte Buchse eine elektrische Verbindung des Stromkreisunterbrechers mit einem Hauptschaltkreis zu schaffen. Das Kontaktfederelement 22 wird zum Betrieb mit einem Betätigungselement 40 gekoppelt, um den Kontakt zu öffnen und zu schließen. Ein Bimetallstreifen 30 wird ebenso mit dem Kontaktfederelement 22 im Betrieb über das Betätigungselement 40 verbunden, zur auslösenden Öffnung der Kontakte 23 und 24 auf eine Fehlerstrombedingung hin.
• Bezugnehmend nun im Einzelnen auf den Aufbau der Kontaktanordnung 20, besitzt der Basisrahmen 21 ein Paar von Durchlaßlöchern 21a und 21b, mittels derer der Basisrahmen 21 fest innerhalb der Hälfte 10a des Gehäuses 10 befestigt wird. Mit dem Basisrahmen 21 sind drei Halteansätze 21c, 21d und 21e gebildet, die sich alle in die gleiche Richtung erstrecken wie am besten in Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Der Halteansatz 21c verläuft seitlich im unteren Mittelteil in der Höhlung 10c zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit dem Kontaktfederelement 22. Das Kontaktfederelement 22 erstreckt sich nach hinten aufwärts, geneigt in Bezug auf die Längsachse des Gehäuses 10 und trägt den beweglichen Kontakt 23 auf der Unterseite seines freien Endes. Das Kontaktfederelement 22 ist vorgespannt in Richtung des Trennens des beweglichen Kontaktes 23 weg von dem feststehenden Kontakt 24.
• Der Halteansatz 21d an der oberen Frontseite des Basisrahmens 21 ist in eine Ausnehmung 30a eingepreßt, die in einem Längsende des Bimetallstreifens 30 zur Unterstützung des Bimetallstreifens 30 nach Art eines freitragenden Arms gebildet ist. Der Bimetallstreifen 30 wird so an seinem einen Ende auslegerartig unterstützt und erstreckt sich in seiner Länge im wesentlichen parallel zu dem Basisrahmen 21 und dem Kontaktfederelement 22 und wird seitlich zum Basisrahmen 21 abgelenkt werden und von dem Kontaktfederelement 22 wegweisen, wenn er durch den Heizwiderstand 32 erwärmt wird, der in einer Ausnehmung 30d der Länge nach in der Mitte des Bimetallstreifens 30 aufgenommen ist. Der Heizwiderstand 32 ist mit seinen Enden elektrisch und mechanisch jeweils mit einem vorderen Abschnitt des Basisrahmens 21 und der Verlängerung 26a nach innen des zweiten Anschlusses 26 verbunden, so daß der Stromverlauf des Unterbrechers vom ersten Anschluß 25 durch den stationären Kontakt 24, den beweglichen Kontakt 23, das Kontaktfederelement 22, den Basisrahmen 21, den Heizwiderstand 32 zum zweiten Anschluß 26 verläuft. In dem freien oder rückwärtigen Ende des Bimetallstreifens 30 ist ein Durchlaßloch 30c zur Verbindung mit einem Verriegelungsstift 31, der sich seitlich zum Kontaktfederelement 22 erstreckt.
• Oberhalb und vor dem Kontaktfederelement 22 ist das Betätigungselement 40 angeordnet, das länglich ist und in der Höhlung 10c des Gehäuses 10 verschiebbar gelagert ist. Das Betätigungselement 40 bildet an seinem Vorderende einen Abschnitt 40a als Betätigungsknopf, der in der Öffnung 10d des Gehäuses 10 aufgenommen wird und sich durch diese nach außen erstreckt. In der Mitte des Betätigungselementes 40 ist in Richtung dieses eine Ausnehmung 40b gebildet zur Aufnahme eines Schwenkstiftes 41, der sich quer zum Betätigungselement 40 mit seinem Ende befestigt in einer Ausnehmung 30b des Bimetallstreifens 30 erstreckt. Der Schwenkstift 41 begrenzt die Gleitbewegung des Betätigungselements 40 entlang der Längsachse des Gehäuses 10 und erlaubt dem Betätigungselement 40, um ihn innerhalb eines beschränkten Winkels zu schwenken. Ein Ende der Ausnehmung 40b ist vergrößert, um durch dieses das Einsetzen des vergrößerten Kopfes des Schwenkstiftes 41 zu erlauben. Das Betätigungselement 40 kann so später auf dem Basisrahmen 21 mittels des Bimetallstreifens 30 montiert werden. Das rückwärtige Ende des Betätigungselements 40 beschreibt einen zugespitzten Abschnitt mit einer aufwärts geschrägten Kante 40c und einer abwärts geschrägten Kante 40d. Vor der aufwärts geschrägten Kante 40c ist einstückig ein Betätigungsvorsprung 42 mit einem halbkreisförmigen Profil gebildet, der in dauernder gleitender eingreifender Beziehung mit dem Kontaktfederelement 22 steht. Der Betätigungsvorsprung 42 ist an einen Mittelabschnitt mit einem Führungsvorsprung 42a versehen, der gleitend in einen Längsschlitz 22a paßt, der in der Mitte des Kontaktfederelementes 22 gebildet ist, wie am besten in Fig. 4 dargestellt ist. Der Schlitz 22a hat eine Breite, die am Vorderende 22b größer ist als am rückwärtigen, zum Erleichtern glatter und verläßlicher Einführung des Steuervorsprunges 42a in den Schlitz 22a. Das Betätigungselement 40 ist an seinem Mittelabschnitt mit einem seitlichen Stift 43 versehen, der sich quer zum Betätigungselement 40 erstreckt, um mit einem Ende einer Rückführfeder 50 in einhakende Beziehung zu treten, deren anderes Ende in dem dem Halteansatz 21e des Basisrahmens 21 einhakt, um das Betätigungselement 40 vorwärts zu ziehen. Das innere Ende der nach unten geschrägten Kante 40d ist geschrägt, um an sich eine Schulter 40e zur verriegelnden Verbindung mit dem Verriegelungsstift 31 zu bilden.
• Das Betätigungselement 40 ist zwischen einer äußeren Position beweglich, in der es dem Kontaktfederelement 22 erlaubt, in seine normale Position zurückzukehren, bei der es den beweglichen Kontakt 23 vom festen Kontakt 24 löst, und einer inneren oder gewählten Position, in der es das Kontaktfederelement 22 zum Schließen der Kontakte biegt. Wie aus Fig. 1 und 5 zu erkennen ist, wird der Betätigungsknopf 40a bei der inneren oder gewählten Position des Betätigungselementes 40 ganz in die Öffnung zurückgezogen und steht in der äußeren Position des Betätigungselementes 40 von hier nach außen vor. Wenn das Betätigungselement 40 gegen die Vorspannung der Rückführfeder 50 aus der Position der Fig. 5 in die der Fig. 1 gedrückt wird, bewegt es sich im wesentlichen gerade, da die nach unten geschrägte Kante 40d durch den Verriegelungsstift 31 geführt wird, wobei das Kontaktfederelement 22 zwangsweise gegen seine Vorspannung mittels des Betätigungsabschnittes 42 gespannt wird, der entlang der Länge des Federelementes 22 gleitet, bis sich der bewegliche Kontakt 23 in berührender Verbindung mit dem festen Kontakt 24 befindet. In diesem Zustand ist der Verriegelungsstift 31 in der Schulter 40e verriegelt, um so die Schwenkbewegung des Betätigungselementes 40 um den Schwenkstift 41 unter Vorspannung der Kontaktfedermittel 23 zurückzuhalten, zusätzlich zur Verhinderung der gleitenden Bewegung von diesem aufgrund der Rückführfeder 50, wodurch die Kontakte in den geschlossenen Zustand versetzt werden. Es muß hier bemerkt werden, daß das Kontaktfederelement 22 in der gewählten Position immer eine aufwärtsgerichtete Vorspannungskraft auf das Betätigungselement 40 ausübt, um es in Richtung gegen den Uhrzeigersinn zum Schwenken zu drehen, wie in Fig. 1 dargestellt. Ein Stromkreisunterbrecher, der so aufgebaut ist, wird in den Hauptbetriebsschaltkreis mit dem Betätigungselement 40 in der inneren Position eingesetzt, um den internen elektrischen Leitungsweg des Stromverlaufs leitend zu machen.
• Im Betrieb wird bei einem Fehler- oder einem übermäßigen Strom, der größer als ein vorgewählter Wert ist, der durch den Stromkreisunterbrecher fließt, der Heizwiderstand 32 zur Abstrahlung von Wärme ansprechen, die bewirkt, daß das rückwärtige Ende des Bimetallstreifens 30 sich biegt, und der zugeordnete Verriegelungsstift 31 von dem Betätigungselement 40 fortbewegt wird, wodurch der Verriegelungsstift 31 sich von der Schulter 40e löst. In diesem Zustand ist das Betätigungselement 40 ausgelöst, um in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn unter dem Zwang des Kontaktfederelementes 22 zu schwenken, wobei dem Kontaktfederelement 22 erlaubt wird, unter seiner eigenen Vorspannung in seine normale Position des Öffnens der Kontakte 23 und 24 zurückzukehren. Unmittelbar nach dieser Schwenkbewegung des Betätigungselementes 40 wird das Betätigungselement 40, das nicht länger verriegelt ist, unter der Vorspannung der Rückführfeder 50 dazu getrieben, zur äußeren Position der Fig. 5 zurückzugleiten, in der der Betätigungsknopfabschnitt 40a aus dem Gehäuse 10 zur optischen Anzeige des Auslösekontaktöffnens hervorsteht. Nachdem der Bimetallstreifen 30 abgekühlt ist, um in seine normale Position zurückzukehren, steht der Verriegelungsstift 31 wieder in dem Gleitpfad des Betätigungselementes 40 an einer Position rückwärtig benachbart zur nach unten abgeschrägten Kante 40d von diesem. Dadurch kann das Zurücksetzen des Unterbrechers durch einfaches Eindrücken des Betätigungselementes 40 bewirkt werden, wobei während dieser Betätigung das Betätigungselement 40 mit seiner nach unten geschrägten Kante 40d geführt durch den Verriegelungsstift 31 in der gleichen Art und Weise in die gewählte Position bewegt wird wie obig beschrieben.
• Es ist an diesem Punkt zu beachten, daß die Rückführfeder 50 auf das Betätigungselement 40 wirkt, um es in Richtung des Uhrzeigersinns zu schwenken, obwohl deren Vorspannung schwächer ist, als die des Kontaktfederelementes 22. Folglich wird, wenn das Betätigungselement 40 zur Außenposition der Fig. 5 ausgelöst wird, der Betätigungsabschnitt 42 in anliegender Verbindung mit dem Kontaktfederelement 22 verbleiben zur sicheren Ausrichtung des Führungsvorsprungs 42a mit dem komplementären Schlitz 22a, wodurch eine weiche gleitende Bewegung des Betätigungselementes 40 zur Überführung der Längsbewegung dieses in die den Kontakt schließende Bewegung des Kontaktfederelementes 22 ermöglicht wird. Auch wird bei diesem Vorgehen der Rückführfeder 50 das Betätigungsmittel 40 in der Außenposition belassen werden können, in einer richtigen Stellung mit dem zugespitzten rückwärtigen Ende unterhalb des Verriegelungsstiftes 31 angeordnet, vorbereitet zum Rücksetzen des Unterbrechers. Weiter muß beachtet werden, daß sich der Betätigungsabschnitt 42 entlang des Kontaktfederelementes 22 in dauerhaftem gleitenden Kontakt mit diesem vom befestigten Ende bis zum freien Ende des Federelementes 22 bewegt während das Betätigungselement 40 von der äußeren Position zu der inneren Position bewegt wird. Mit anderen Worten, das Betätigungselement 40 übt während seiner Bewegung zur inneren Position nach und nach und auf sanfte Weise die kontaktschließende Kraft auf das Federelement 22 aus, was sich vorteilhaft dahingehend auswirkt, daß wirksam eine Beschädigung des Kontaktfederelementes 22 verhindert wird. Sogar in einer besonderen Einbaulage, wo der Betätigungsknopfabschnitt 40a des Gleitstücks 40 aufgrund eines Hindernisses daran gehindert wird, durch die Öffnung 10d des Gehäuses 10 hervorzustehen, wie z. B. einer Wand, die nah am Stromkreisunterbrecher steht, wird der Stromkreisunterbrecher der vorliegenden Ausführung erfolgreich einen Auslösevorgang durchführen, um sicher die Kontakte in der folgenden Art und Weise zu öffnen. Wenn der Bimetallstreifen 30 auf eine Fehlerstrombedingung hin sich deformiert, wird das Betätigungselement 40 von dem Verriegelungsstift entriegelt, um dadurch zu einem Schwenken in Richtung gegen den Uhrzeigersinn unter dem Druck des Kontaktfederelements 22 freigesetzt zu werden, wobei dem Kontaktfederelement 22 erlaubt wird, unter seiner eigenen Spannung in seine normale Position des Öffnens der Kontakte 23 und 24 zurückzukehren, während das Betätigungselement 40 daran gehindert wird, zurück in die äußere Position zu gleiten, wie in Fig. 6 dargestellt. Hierbei ist zu bedenken, daß die gegen den Uhrzeigersinn gerichtete Bewegung des Gleitstückes 40 begrenzt wird durch Auslösen des Verriegelungsstiftes 31 durch einen abgestuften Abschnitt 40f, der auf einer Seite des Betätigungselementes 40 seitlich benachbart der Schulter 40e vorgesehen ist, wie am besten in Fig. 6 dargestellt.
• Besonders im vorliegenden Ausführungsbeispiel steht der Verriegelungsstift 31 des Bimetallstreifens 30 in einem derartig vorteilhaften verriegelnden Zusammenwirken mit dem Betätigungselement 40, daß die Verriegelungskraft, die auf den Verriegelungsstift 31 wirkt, nicht wesentlichen die wärmeansprechende Abstrahlcharakteristik des Bimetallstreifens 30 berührt. Zu diesem Zweck verläuft die Ebene des Bimetallstreifens 30 parallel mit der Ebene, in der das Betätigungselement 40 die Schwenkbewegung durchführt, und besitzt der Bimetallstreifen 30 ferner den Verriegelungsstift 31, der sich in einer Richtung senkrecht zu der Ebene erstreckt, so daß die Verriegelungskraft, die auf den Verriegelungsstift 31 durch das Kontaktfederelement 22 ausgeübt wird, in Richtung im wesentlichen entlang der Höhe oder Breite des Bimetallstreifens 30 auf den Bimetallstreifen 30 wirkt, z. B. die Richtung in der der Bimetallstreifen 30 am meisten Widerstand gegen Verformung bietet. Dadurch wird der Bimetallstreifen 30 im wesentlichen vor Verformung bewahrt, die von der Verriegelungskraft des Kontaktfederelementes 22 herrührt, wodurch zuverlässige und genaue Auslösevorgänge über eine lange Betriebszeit gesichert sind.
• Bezugnehmend auf Fig. 7 und 8 wird eine Abänderung des ersten Ausführungsbeispiels gezeigt, die den gleichen Aufbau wie das erste Ausführungsbeispiel besitzt, außer daß die verbindenden Enden der Rückführfeder 50 mit dem Betätigungselement 40 und dem Basisrahmen 21 in Längsanordnung mit der Schulter 40e und dem Führungsvorsprung 42a stehen. Zu diesem Zweck ist der wesentliche Abschnitt der Rückführfeder 50 in einer Ausnehmung 40g im unteren Abschnitt des Betätigungselementes 40 aufgenommen. Folglich wird das Rückführfeder 50 seine Federkraft nur in Längsrichtung des Betätigungselements 40 ausüben und nicht in seitlicher Richtung, wodurch die Verbiegung des Betätigungselementes 40 in seiner Gleitbewegung beseitigt wird, und dadurch eine weiche und gleichbleibende Gleitbewegung des Betätigungselementes 40 sichert.
• Weiter werden Ausführungen für ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezugnehmend auf die Fig. 9 bis 15 gemacht. Bezugnehmend zuerst auf Fig. 9 bis 11, beinhaltet der Stromkreisunterbrecher ein längliches Gehäuse 110, das eine Längsachse besitzt. Das Gehäuse 110 besteht aus Hälften 110a und 110b, die aus einem elektrisch isolierenden Plastikmaterial geformt gegossen werden, die zusammenwirken um zwischen sich eine längliche Höhlung 110c zu bilden. Das Gehäuse 110 ist dafür ausgelegt, an seinem vorderen Ende einen Kopfvorsprung 110d mit einer flachen Endfläche 110e und eine Öffnung 110f zu besitzen, und an seinem rückwärtigen Ende ein Paar von voneinander beabstandeten schlitzähnlichen Öffnungen 110g und 110h zu besitzen. Der Kopfvorsprung 110d besitzt auf seinen oberen und unteren Oberflächen jeweils Vorsprünge 110i zur Klemmbefestigung mit entsprechenden Öffnungen 111b in einer Kappe 111, die auf den Kopfvorsprung 110d gesetzt ist. Die Kappe 111 besitzt eine rechteckige Öffnung 111a, um darin den Betätigungsknopf 143 gleitend aufzunehmen. Die Höhlung 110c des Gehäuses 110 ist dafür ausgebildet, eine Kontaktanordnung 120 mit einem Grundrahmen 121, einem länglichen Kontaktfederelement 122, dessen eines Ende auf dem Grundrahmen 121 befestigt ist, und einen beweglichen Kontakt 123 auf dem anderen freien Ende trägt, und einen stationären Kontakt 124 auf zunehmen, der in gegenüberliegender Anordnung zu dem Kontakt 123 angeordnet ist. Der stationäre Kontakt 124 ist auf einer Verlängerung 125a nach innen eines ersten Anschlusses 125 befestigt, der durch die Öffnung 110g klemmbefestigt ist, während der bewegliche Kontakt 123 elektrisch durch das Kontaktfederelement 122 den Grundrahmen 121 und einem Heizwiderstand 132 mit einer Verlängerung 126a nach innen eines zweiten Anschlusses 126 verbunden ist, der ebenso durch die Öffnung 110h des Gehäuses 110 klemmbefestigt ist. Das Kontaktfederelement 122 steht in Wirkverbindung mit einem Betätigungsmittel zum Schließen und Öffnen des Kontaktes, wobei das Betätigungsmittel aus einem Gleitstück 140, einem Kipphebel 141 und einem Betätigungsknopf 143 besteht. Ein Bimetallstreifen 130 steht ebenso in Wirkverbindung mit dem Kontaktfederelement 122 über das Betätigungsmittel zum Auslösen des Kontaktfederelementes 122, sobald eine Fehlerbedingung auftritt.
• Das Kontaktfederelement 122 erstreckt sich geneigt relativ zur Längsachse des Gehäuses 110, wobei sein Frontende fest von einem Halteansatz 121a gestützt wird, der von dem unteren Ende des Grundrahmens 121 seitlich verläuft. Das Kontaktfederelement 122 ist in Richtung des Lösens des beweglichen Kontaktes 123 von dem festen Kontakt 124 an seinem freien Ende vorgespannt. Der Basisrahmen 121 ist an dem hintersten oberen Ende mit einem vorstehenden Teil 121b versehen, das in eine Öffnung an dem rückwärtigen Ende des Bimetallstreifens 130 eingeklemmt ist, um den Bimetallstreifen 130 nach Art eines Tragarmes zu stützen. Der Bimetallstreifen 130 ist parallel zu dem wesentlichen Abschnitt des Grundrahmens 121 beabstandet vorgesehen, und wird an seinem Vorderende einstückig mit einer Verriegelungsklaue 130a gebildet, die sich seitlich zu dem Kontaktfederelement 122 erstreckt. Angeordnet unterhalb und in Nachbarschaft zum Bimetallstreifen 130 befindet sich der Heizwiderstand 132, dessen Enden elektrisch und mechanisch mit jeweils dem rückwärtigen Ende des Grundrahmens 121 und der Verlängerung 126a nach innen des zweiten Anschlusses 126 verbunden sind. Dadurch wird der interne elektrische Stromverlauf von dem ersten Anschluß 125 über den stationären Kontakt 124, den beweglichen Kontakt 123, das Kontaktfederelement 122, den Grundrahmen 121, den Heizwiderstand 131a zum zweiten Anschluß 126 vollendet. Der Heizwiderstand 132 ist auch auf der vom Kontaktfederelement 122 aus gegenüberliegenden Seite des Grundrahmens 121 angeordnet, so daß er im wesentlichen von dem Kontaktfederelement 122 durch den Grundrahmen 121 getrennt ist, wodurch der Heizwiderstand 132 vor einem möglichen Lichtbogen zwischen den sich trennenden Kontakten 123 und 124 geschützt wird.
• Das Gleitstück 140 des Betätigungselementes ist schwenkbar an seinem vorderen Ende an dem Betätigungsknopf 143 mittels eines Schwenkstiftes 140e befestigt und wird innerhalb des Gehäuses 110 gleitend zwischen einer äußeren Position wie in Fig. 14 und einer inneren Position wie in Fig. 9 aufgenommen. Der Schwenkstift 140e ist zwischen einem Paar von vorderen Verlängerungen 140a und 140b des Gleitstückes 140 gehalten, und schnappt in eine Lagerkerbe 143b in dem rückwärtigen Ansatz 143a des Betätigungsknopfes 143 ein, so daß der Gleitstück 140 zusammen mit dem Betätigungsknopf 143 verschiebbar ist, aber dennoch relativ zu diesem verschwenkbar ist. Das Gleitstück 140 wird mittels der Rückführfeder 150 vorwärts gedrängt, die zwischen dem Betätigungsknopf 143 und der vorderen Oberfläche 110e des Gehäuses 110 gehalten werden, wie am besten in den Fig. 10 und 11 dargestellt ist. Ein Stoppvorsprung 140h erstreckt sich seitlich von der Mitte des Gleitstückes 140 in eingreifender Beziehung zu dem inneren Vorderende des Gehäuses 110 zur Begrenzung der Vorwärtsbewegung des Gleitstückes 140. Auf dem rückwärtigen unteren Ende des Gleitstückes 140 ist ein Betätigungsabschnitt 140g gebildet, der gleitend mit dem Kontaktfederelement 122 in Verbindung tritt, um die Gleitbewegung des Gleitstückes 140 in eine den Kontakt schließende Bewegung des Federelementes 122 zu überführen. Das Gleitstück 140 steht in Wirkverbindung mit dem Kipphebel 141, mittels dessen er in der inneren Position zur Zurückdrängung des Kontaktfederelementes 122 in den Zustand geschlossenen Kontaktes gegen dessen Vorspannung gehalten wird, wie in den Fig. 9 und 12 dargestellt. Der Kipphebel 141 ist schwenkbar um einen Schwenkstift 142 gelagert, der sich quer durch ein lagerndes Loch 141a des Kipphebels 141 erstreckt und dessen eines Ende in ein Loch 121c am Vorderende des Grundrahmens 121 eingepreßt ist.
• Nach hinten und abwärts von dem Kipphebel 141 erstreckt sich ein erster Arm 141c mit einem Schließhaken 141d, der mit einer Ausnehmung 140f im oberen rückwärtigen Schnitt des Gleitstückes 140 in Verbindung tritt, wenn das Gleitstück 140 in die innere Position bewegt wird, wie am besten in Fig. 12 dargestellt. Bei diesem Zustand wird ein oberer Vorsprung 141e auf dem Kipphebel 141 bei Bezugszeichen 141f durch die Verriegelungsklaue 130a auf dem freien vorderen Ende des Bimetallstreifens 130 verriegelt, so daß das Gleitstück 140 und das Kontaktfederelement 122 in der Position mit geschlossenen Kontakten gegen die Vorspannung des Kontaktfederelementes 122 gebracht werden. Zusammen mit dem Kipphebel 141 ist auch ein zweiter Arm 141b gebildet, der sich nach vorne und abwärts in eine Öffnung 140c erstreckt, die zwischen den vorderen Verlängerungen 140a und 140b des Gleitstücks 140 gebildet wird, wobei das Ende des zweiten Armes 141b mit einer geneigten Oberfläche 140d am rückwärtigen Ende der Öffnung 140c in Verbindung treten kann.
• Wenn ein Fehlerstrom durch den Stromkreisunterbrecher fließt, antwortet der Heizwiderstand 132 auf einen solchen Stromfluß, indem er Hitze abstrahlt, die wiederum den Bimetallstreifen 130 aufwärts biegt, um die Verriegelungsklaue 130a von dem oberen Vorsprung 141e des Kipphebels 141 zu lösen, wodurch der Kipphebel 141 gelöst wird. Sobald dies geschehen ist, werden der Kipphebel 141 und das Gleitstück 140 unter der Vorspannung des Kontaktfederelementes 122 dazu gebracht, in Richtung gegen den Uhrzeigersinn um die jeweiligen Schwenkstifte 142 und 140e zu schwenken, wie in Fig. 13 dargestellt, wodurch dem Kontaktfederelement 122 erlaubt wird, in seine normale Position des Öffnens der Kontakte 123 und 124 zurückzukehren. Gleichzeitig oder unmittelbar nach diesem Auslösen wird das Gleitstück 140 weiter durch die Rückführfeder 150 dazu gedrängt, in die Außenposition der Fig. 14 zurückzukehren, wobei der Betätigungsknopf 143 nach außen aus dem Gehäuse 110 hervorsteht. Rücksetzen zur Position der Fig. 9 kann einfach dadurch geschehen, daß das Gleitstück 140 gedrückt wird, wobei das Gleitstück 140 das Kontaktfederelement 122 mit dem Betätigungsvorsprung 140g niederdrückt zur Verbiegung des Kontaktfederelementes in die Position mit geschlossenen Kontakten und endlich bei der Ausnehmung 140f mit dem Kipphebel 141 in Verbindung tritt, der dazu gebracht wird, in Uhrzeigerrichtung zu rotieren aufgrund der eingreifenden Nockenbetätigung zwischen der geneigten Oberfläche 140b des Gleitstückes 140 und dem zweiten Arm 141b des Kipphebels 141, die in Verbindung treten, wenn das Gleitstück 140 sich zurückbewegt.
• Ähnlich wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist der Stromkreisunterbrecher des zweiten Ausführungsbeispiels dazu fähig, auslösefreie Kontaktöffnungsvorgänge durchzuführen, sogar wenn das Gleitstück 140 in einer besonderen Einbausituation daran gehindert wird, sich in die Außenposition zu bewegen, wie in Fig. 15 dargestellt. Dies ist so, weil, das Gleitstück 140, wie oben beschrieben, um den Schwenkstift 140e schwenken kann, ohne die Gleitbewegung durchzuführen, wenn es von dem Kontaktfederelement 122 dazu gezwungen wird, als Antwort darauf, daß der Kipphebel 141 losgelassen oder ausgelöst wurde.
• Obwohl das obige Ausführungsbeispiel nur die Unterbrecheranordnung enthält, in der das Kontaktfederelement direkt auf sich den beweglichen Kontakt trägt und durch die gleitende Bewegung des Betätigungselementes dazu gebracht wird, die Kontakte zu schließen, soll die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt sein und kann auch die Stromkreisunterbrecher-Anordnung enthalten, in der ein Mikroschalter, der eingekapselte innere Kontakte besitzt, in das Unterbrechergehäuse als Ersatz für den Satz der beweglichen und stationären Schalter einbezogen wird, und in der das Kontaktfederelement an seinem freien Ende mit einem Betätigungsknopf auf dem Miniaturschalter in Verbindung tritt, um den Schalter zu schließen, wenn das Kontaktfederelement durch die Bewegung des Betätigungselementes gebogen ist und um den Schalter zu öffnen, wenn das Kontaktfederelement in seine normale Position zurückgelassen wurde. Auch kann der Heizwiderstand im obigen Ausführungsbeispiel entfernt werden, wenn vom Bimetallstreifen erwartet wird, sich genügend zu verformen als Antwort auf den Strom, der direkt durch ihn hindurchfließt. Weiter kann der Bimetallstreifen durch eine fehlerstromempfindliche elektromagnetische Einrichtung ersetzt werden, wenn schnelle Unterbrechung nötig ist.

Claims (9)

1. Stromkreisunterbrecher mit:

einem Gehäuse (10, 110) mit einer Längsachse;

Kontaktmitteln (23, 24, 123, 124), die innerhalb des Gehäuses (10, 110) befestigt sind;

einem länglichen Federelement (22, 122), das innerhalb des Gehäuses (10, 110) mit seinem einen Ende fest und mit dem anderen Ende ein Kontaktende bildend zum Antrieb der Kontaktmittel (23, 24, 123, 124) befestigt ist, wobei sich das Federelement (22, 122) in einer in bezug auf die Längsachse des Gehäuses (10, 110) geneigten Beziehung erstreckt und vorgespannt ist, um das Kontaktende in Richtung auf das Öffnen der Kontaktmittel (23, 24, 123, 124) zu bewegen;

einem Betätigungselement (40, 140), das in dem Gehäuse (10, 110) zu einer Bewegung entlang der Längsachse zwischen einer äußeren Position und einer inneren Position gleitend aufgenommen ist, wobei das Betätigungselement (40, 140) an seinem einen Ende einen Anschalter (42, 140g) besitzt, der an das Kontakt Federelement (22, 122) anstößt, um es gegen dessen Vorspannung in Richtung auf das Schließen der Kontaktmittel (23, 24, 123, 124) zu biegen, wenn das Betätigungselement zur inneren Position bewegt wird, wobei das Betätigungselement (40, 140) schwenkbar an einem Abschnitt beabstandet von dem Anschalter (42, 140g) unterstützt ist, um so durch die Vorspannung des Kontakt-Federelementes (22, 122) für eine Schwenkbewegung um eine Schwenkachse (141, 140e) zum Öffnen der Kontaktmittel (23, 24, 123, 124) zurückbewegt zu werden;

Rückführfedermitteln (50, 150) zum Vorspannen des Betätigers (40, 140) in die äußere Position;

Verriegelungsmitteln (40e, 141) zum Verriegeln des Betätigungselementes (40, 140) in seiner festgelegten Position gegen die Vorspannung des Federelementes (22, 122) und der Rückführfedermittel (50, 150);

auf einen Fehlerstrom ansprechenden Auslösemitteln (30, 130), die mit den Verriegelungsmitteln (40e, 141) lösbar verbunden sind, so daß sie die Verriegelungsmittel (40e, 141) dazu veranlassen, das Betätigungselement (40, 140) bei einem Fehlerstromfluß durch die geschlossenen Kontaktmittel (23, 24, 123, 124) zu entriegeln, wobei dem Betätigungselement (40, 140) erlaubt wird, um die Schwenkachse (41, 140e) unter der Vorspannung des Kontakt-Federelementes (22, 122) in Richtung des Lösens dieses in eine ausgelöste Position zu verschwenken, in der es entspannt ist, um die Kontaktmittel (23, 24, 123, 124) zu öffnen, wonach dem Betätigungselement (40, 140) erlaubt wird, sich zurück zur äußeren Position unter der Vorspannung der Rückführfeder (22, 122) zu bewegen.

2. Stromkreisunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktmittel einen stationären Kontakt (24, 124) aufweisen, der innerhalb des Gehäuses (10, 110) befestigt ist, und einen beweglichen Kontakt (23, 123), der auf dem freien Ende des länglichen Kontakt-Federelementes (22, 122) getragen wird.

3. Stromkreisunterbrecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf einen Fehlerstromansprechenden Auslösemittel einen Bimetallstreifen (30) aufweisen, der an seinem einen Ende befestigt ist, wobei seine Ebene in Parallelität mit der Ebene, in der das Betätigungselement (40) um die Schwenkachse (41) schwenkt, angeordnet ist, wobei der Bimetallstreifen (30) an seinem anderen Ende einen Verriegelungsstift (31) besitzt, der rechtwinklig zur Ebene des Bimetallstreifens zu einer Verriegelungsverbindung mit dem Betätigungselement (40) vorsteht, daß die Verriegelungskraft, die aus der Vorspannung des Kontakt-Federelementes (22) entsteht, auf den Bimetallstreifen (30) im wesentlichen in der Breitenerstreckung des Bimetallstreifens (30) aufgebracht wird.

4. Stromkreisunterbrecher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (40) benachbart zum Verriegelungsstift (31) mit einer angeschrägten Führungskante (40d) ausgebildet ist, die hinter sich eine Schulter (40e) zur verriegelnden Verbindung mit dem Verriegelungsstift (31) besitzt, wobei der Verriegelungsstift (31) über die angeschrägte Führungskante (40d) gleitet und hinter der Schulter (40e) einrastet, wenn das Betätigungselement (40) aus seiner äußeren Position zu der gewählten Position bewegt wird, während das Betätigungselement (40) durch den Verriegelungsstift (31) dazu gezwungen wird in Richtung des Kontakt-Federelementes (22) zu schwenken, um den beweglichen Kontakt (23) mit dem stationären Kontakt (24) in Verbindung zu bringen.

5. Stromkreisunterbrecher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (40) benachbart zu dem Anschalter (42) mit einem Steuer-Vorsprung (42a) ausgebildet ist, der mit einem Führungsschlitz (22a), der der Länge nach in dem Kontakt-Federelement (22) gebildet ist, in gleitendem Kontakt ist, um den Anschalter (42) entlang der Länge des Kontakt-Federelementes (22) zu führen, während das Betätigungselement (40) von der äußeren Position zu der gewählten Position bewegt wird.

6. Stromkreisunterbrecher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (40) mit dem einen Ende der Rückführfedermittel (50) mit einem Punkt verbunden ist, der in Übereinstimmung mit der Schulter (40e) und dem Steuervorsprung (42a) ausgerichtet ist.

7. Stromkreisunterbrecher nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Basisrahmen (21), der in dem Gehäuse (10) aufgenommen wird zur Befestigung eines Schwenkstiftes (41), der die Schwenkachse für das Betätigungselement (40) bildet, wobei der Basisrahmen (21) Abschnitte besitzt, die jeweils zur festen Befestigung der Enden des bimetallischen Streifens (30) dienen und zur Verbindung mit dem Ende der Rückführfeder (50), wobei das Betätigungselement (40) entlang seiner Länge mit einer länglichen Ausnehmung (40b) versehen ist, in der der Schwenkstift (41) gleitend aufgenommen wird, um dem Betätigungselement (40) zu erlauben, für eine Bewegung zwischen der Außenposition und der Innenposition verschiebbar zu sein, wie auch um verschwenkbar um die Schwenkachse für eine Bewegung zur gewählten Position zu sein.

8. Schaltkreisunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement ein Gleitstück (140) aufweist, das mit einem Kipphebel (141), der die Verriegelungsmittel darstellt, in Verbindung treten kann, wobei das Gleitstück (140) zu einer Bewegung entlang der Längsachse zwischen der äußeren Position und der inneren Position verschiebbar ist, das Gleitstück (140) an seinem einen Ende den Anschalter (140g) besitzt, der an das Kontakt-Federelement (122) anstößt, um es gegen dessen Vorspannung in Richtung zum in Verbindungstreten mit dem beweglichen Kontakt (123) mit dem feststehenden Kontakt (124) zu biegen, wenn das Gleitstück (140) in die innere Position bewegt wird, das Gleitstück (140) schwenkbar an einer Position beabstandet vom Anschalter (140g) angebracht ist, so daß es durch die Vorspannung des Kontakt-Federelementes (122) zurückgetrieben wird, um um eine erste Schwenkachse (140e) zu schwenken, um eine Schwenkbewegung in eine gewählte Position auszuführen, während die Kontakte (123, 124) miteinander in Verbindung bleiben, wobei der Kipphebel (141) schwenkbar um eine zweite Schwenkachse (142) ist und mit dem Gleitstück (140) in Verbindung ist, wenn das letztere in die innere Position bewegt wird, an der der Kipphebel (141) zusammen mit dem Gleitstück (140) durch das Kontakt-Federelement (122) vorgespannt ist, um um die zweite Schwenkachse (142) in verriegelndes Inverbindungtreten mit den Auslösemitteln (130) zu treten, während es mit dem Gleitstück (140) in Verbindung steht, um dieses in seiner gewählten Position zu halten und wobei die Auslösemittel (130) lösbar mit dem Kipphebel (141) verbunden sind, so daß dies den Kipphebel (141) nötigt, den Kipphebel (141) als Antwort auf einen Fehlerstrom, der durch die geschlossenen Kontakte fließt zu entriegeln, wodurch es dem Kipphebel (141) erlaubt wird, unter Vorspannung des Kontakt- Federelementes (122) um die zweite Achse (142) zu schwenken, um das Gleitstück (140) zu lösen und dadurch das Gleitstück (140) um die erste Schwenkachse (140e) unter der Vorspannung des Kontakt-Federelementes (122) in Richtung des Freisetzens des Kontakt-Federelementes (122) in eine ausgelöste Position zu schwenken, wo es entspannt ist, um seine Verbindung mit dem beweglichen Kontakt (123) von dem festsitzenden Kontakt (124) zu lösen, nachdem es dem Gleitstück (140) ermöglicht ist, zurück in die äußere Position unter Vorspannung der Rückführfedermittel (122) zurückzukehren.

9. Stromkreisunterbrecher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (140) mittels eines Schwenkstiftes (140e), der die erste Schwenkachse bildet, schwenkbar mit einem Knopf (143) verbunden ist.