DE409199C - Sicherungselement mit Schraubstoepselsicherung und einem von einer Heizspule umgebenen Waermeausloeser mit Schmelzlot - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf solche Sicherungselemente, welche außer einem auswechselbaren Schmelzstöpsel noch einen Wärmeauslöser enthalten, der bei Überschreitung einer bestimmten Temperatur durch sein Ansprechen den durch die Schmelzsicherung fließenden Strom so verstärkt, daß die Sicherung durchschmilzt und dadurch den gefährdeten Stromkreis zum Abschalten bringt.

ίο Zweck der Erfindung ist es·, das Sicherungselement in einfacher Weise so auszubilden, daß sowohl der Schmelzstöpsel als auch der Temperaturauslöser leicht auswechselbar und dabei so voneinander in Abhängigkeit gebracht sind, daß das Einsetzen eines falschen Schmelzstöpsels oder eines falschen Wärmeauslösers oder auch das Einsetzen eines Schmelzstöpsels bei fehlendem Wärmeauslöser nicht möglich ist, also eine Gefährdung des zu schützenden Stromkreises durch unachtsame oder falsche Bedienung des Sicherungselementes nicht eintreten kann.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß der auswechselbare Wärmeauslöser den Paßring mit Paßschraube für den Fußkontakt der Schraubstöpselpatrone trägt und in dem ihn aufnehmenden Teil, z. B. der Mittelhülse, der Heizspule nach Stromstärke bzw. Auslösetemperatur unverwechselbar ist.

Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel für eine solche Sicherung dargestellt, bei der das Abschalten des gefährdeten Stromkreises dadurch erfolgt, daß hinter der vorgeschalteteten Schmelzsicherung und der Heizspule beim Eintreten einer unzulässigen Erwärmung eine vorübergehende Verbindung mit dem Gegenpol der Anlage herbeigeführt wird. Im einzelnen zeigen:

Abb. ι ein vollständiges Sicherungselement in der Achsrichtung geschnitten,

Abb. 2 eine Seitenansicht des Auslösers in Verbindung mit der als Fußkontakt ausgebildeten Paßschraube,

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Abb. 3 bis 5 verschiedene Abstufungen des Fußkontaktes bzw. der Paßschraube,

Abb. 6 den Drehriegelverschluß zur Verbindung des Elementgehäuses mit dem Sockel in Draufsicht.

Es ist ι der aus Porzellan oder anderem Isolierstoff bestehende Sockel des Sicherungselementes, welcher beispielsweise auf einer Schalttafel 2 in üblicher Weise angebracht sein kann. Auf dem Sockel 1 sind zwei am oberen Ende als Klauen 3, 3 ausgebildete gekröpfte Metallstäbe 4, 4 befestigt, an welche die Stromzuleitung angeschlossen ist. Mit den Metallklauen 4, 4 wirken zwei Gegenklauen 6, 6 zusammen, welche an dem aus Porzellan oder anderem Isoliermaterial bestehende Gehäusemantel 7 befestigt sind und einerseits zur lösbaren Befestigung des Gehäuses am Sockel 1, anderseits zur Fortleitung des Stromes in den Gewindering 8 des Stöpselkopfes 9 dienen, von wo der Strom durch den Schmelzstöpsel 10 in die metallenen Kopfplatten 11, 12 des Wärmeauslösers der Temperaturschutzeinrichtung gelangt. DerWärmeauslöser besteht im wesentlichen aus der zwischen den beiden Isolierplatten 15, 16 eingeschlossenen Heizspule 17, die von einem unter Verwendung dünner isolierender Zwischenlagen eng aufgewickelten Metallbande gebildet ist, dessen äußeres Ende durch einen Metallbügel 20 mit dem Kontaktring 21 fest verbunden ist, während das innere Ende an einem Messingrohr 22 festgelötet ist. Letzteres trägt unten einen mit Innengewinde versehenen Flansch 23, welcher sich auf den am Sockel 1 befestigten Fußkontakt 24 aufstützt, von welchem die Ableitung des Stromes erfolgt. Im Innern des Messingrohres 22 befindet sich der als auswechselbare Patrone ausgebildete eigentliche Wärmeauslöser, welcher aus einem in das Muttergewinde des Spulenfußkontaktes 23 einschraubbaren Metallrohr 30 und einem darin längs verschiebbaren Kolben 31 besteht. Dieser ist durch eine leicht schmelzbare Legierung an dem Metallrohr 30 in der in Abb. 1 gezeichneten Ruhelage festgelötet und steht unter Wirkung der Feder 3 2, die bestrebt ist, den Kolben nach abwärts auf den Kontakt 2,3 des Gegenpoles 34 zu drücken, aber hieran für gewöhnlich durch die festhaltende Wirkung der Lötstelle verhindert wird. Am oberen Ende besitzt der Auslöser einen aus Isoliermaterial bestehenden, verbreiterten Kopf 3 5, welcher den Paßring 36 für den Schmelzstöpsel und zugleich die beiden Kontaktplatten 11, 12 zur leitenden Verbindung des Schmelzstöpsels mit dem Metallbügel 20 der Heizspule 17 trägt. In einer Vertiefung der Kontaktplatten 11 ist noch ein Kennplättchen 3 7 angebracht, welches durch einen schwachen, isolierenden Faden 38, z.B. einen Seidenfaden, am Kolben 31 befestigt ist. Das aus dem Gewindefuß des Auslösers vorstehende Ende des Kolbens 31 ist seitlich mit einer nichtmetallischen Hülse 40 umgeben, welche ein unbefugtes Festlöten des Auslöserkolbens 31 mit einer ungeeigneten Legierung und da-■ durch ein Unwirksammachen des Auslösers ; verhüten soll.

{ Wie aus der Zeichnung leicht ersichtlich, ist der Auslöser als Ganzes in dem Gewindesockel 23 des Messingrohres 22 leicht auswechselbar befestigt, wobei der Gewindefuß des Auslösers und der Sockel 23 des Rohres 22 zweckmäßig in der unten näher beschriebenen Weise den Auslösetemperaturen bzw. den Stromstärken entsprechend abgestuft sein können.

Die Wirkungsweise und Handhabung der Schutzvorrichtung ist folgende:

Bei Eintritt einer unzulässigen Erwärmung erweicht die Legierung 1, und der Kolben 31 kommt unter der Wirkung der Feder 32 in Berührung mit dem aus Kohle bestehenden Kontaktstück 33 des Gegenpoles 34, wodurch eine kurzzeitige Erhöhung der Stromstärke j innerhalb der Schmelzsicherung 10 auftritt, so ι daß diese durchschmilzt und den gefährdeten Stromverbraucher abschaltet. In der gezeichneten Darstellung liegt dabei die Heizspule 17 j in Serie mit der Schmelzsicherung vor dem Schaltkontakt 31, 33, so daß die Heizspule 17 eine Begrenzung des Auslösestromes in gewissem Grade herbeiführt. Ist die Ausschaltung eingetreten, was in bekannter Weise durch das Schauloch 41 am Abspringen des , Kennplättchens der Schmelzsicherung sichtbar ist, so wird die Schmelzsicherung nach Lösung des Stöpselkopfes 9 entfernt. Dadurch wird zugleich erkennbar, ob der eingetretene Schaltvorgang durch den Wärmeauslöser herbeigeführt wurde. In diesem ist nämlich durch ι die Vorwärtsbewegung des Kolbens 31 der Faden 38 des Kennplättchens 37 zerrissen und dieses abgefallen. Nunmehr muß zunächst der Auslöser, evtl. nachdem die Haube 7 durch eine Drehung und Abheben ^; von dem Sockel 1 entfernt ist, herausge- : schraubt und durch einen neuen ersetzt werden. Die Auslöser lassen sich stets wieder verwenden, wenn sie etwas erwärmt und bis zum Erkalten unter Druck gegen die beiden ; Enden zusammengehalten werden.

Damit zu jeder Schmelzsicherung bzw. zu einer bestimmten Gruppe von Schmelzsicherungen stets der richtige, zugehörige Auslöser verwendet wird, ist eine Abstufung der verschiedenen Auslösersorten vorgesehen, indem z. B. die Gewindesockel 23 und der entsprechende Gewindezapfen der Auslöser bei gleichbleibender Gesamtlänge der Teile 22 und

30 verschieden lang bemessen werden ('Abb. 3 bis 5). Wie aus der Abb. 2 zu ersehen ist, gibt ein Auslöser mit langem Schaft und kurzem Gewinde keine Verbindung zwischen den Kontaktplatten 12 und 21. Die Abstufung kann natürlich auch durch Anwendung verschiedener Gewinde und durch veränderlichen Durchmesser erfolgen. Bei der in Abb. ι dargestellten Ausführung, die z. B. als Temperatursicherung für Dauerströme bis maximal 30 Amp. anwendbar sein würde, kann die Abstufung wie folgt vorgenommen werden: Für die Schmelzstöpsel 60, 50 und 35 Amp. ein Wärmeauslöser nach Abb. 3, für die Schmelzstöpsel 25, 20 und 15 Amp. ein Wärmeauslöser nach Abb. 4, für die übrigen Schmelzstöpsel 10, 6, 4 und 2 Amp. ein Wärmeauslöser nach Abb. 5. Die erste Gruppe würde für Stromstärke von 12,5 bis 30 Amp .j die zweite Gruppe von 5 bis¹ 12,5 Amp. und die dritte Gruppe bis 5 Amp. zu verwenden sein. Bei dieser Einteilung würde einerseits die Sicherheit bestehen, daß bei einer bestimmten Heizspule nur eine Schmelzsicherung von einem maximal festgelegten Werte benutzt werden könnte. Anderseits besteht die Möglichkeit, in allen Fällen die Temperaturauslösung mit einer genügend starken Schmelzsicherung zusammenarbeiten zu lassen, so daß bei allen praktisch zulässigen Überlastungen ein unerwünschtes Abschalten nicht eintreten kann. Die vorbeschriebene Anordnung bietet damit den Vorteil, daß bei gleichzeitiger, wesentlicher Erhöhung des Schutzes für den Stromverbraucher ein geringer Verbrauch von Sicherungen gewährleistet wird, wobei die Anlagekosten für den Schutzapparat auf das geringstmögliche Maß herabgesetzt werden.

Die in der Abb. 1 dargestellte Ausbildung des leicht auswechselbaren abgestuften Wärmeauslösers ist natürlich gegebenenfalls auch anwendbar, um statt der elektrischen Auslösung eine mechanische Auslösung, z.B..

eines Selbstschalters, herbeizuführen. Auch kann an Stelle der Schmelzsicherung gegebenenfalls ein in Form einer Schmelzsicherung ausgeführter Momentschalter eingesetzt werden. Ferner ist grundsätzlich statt der Anwendung eines Schließkontaktes, den der Auslöser beim Ansprechen herstellt, auch die Öffnung eines Ruhestromkreises möglich.

Um zu verhindern, daß nach einem Ansprechen des Wärmeauslösers und der Schmelzsicherung die Auswechslung des Wärmeauslösers etwa vergessen -und eine neue Sicherung eingesetzt wird, bevor die durch den Wärmeauslöser herbeigeführte Hilfsschaltung aufgehoben ist, wird der Ausloser zweckmäßig mit einem den Paßring aufnehmenden beweglichen Glied versehen, welches nach Ansprechen des Auslösers freigegeben wird und beim Herausnehmen des Schmelzstöpsels in dessen Bereich vordringt und sich verriegelt, so daß ein Neueinsetzen der Sicherung erst nach Einsetzen eines neuen oder wiederhergestellten Auslösers möglich ist. Durch diese Anordnung im Verein mit den oben beschriebenen ' Maßnahmen wird nicht nur ein zu hoher Verbrauch an Sicherungen, sondern auch eine falsche Handhabung der Schutzvorrichtung ausgeschlossen.

Eine solche Ausführungsform des Sicherungselementes ist in Abb. 7 bis 9 beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen:

Abb. 7 einen Längsschnitt durch ein vollständiges Sicherungs eiern ent im Ruhezustande,

Abb. 8 den Auslöser nach dem Ansprechen und

Abb. 9 den Auslöser nach dem Ansprechen und nach Herausnahme des Schmelzstöpsels.

In dem dargestellten Beispiel ist 41 eine Schalttafel, auf deren Vorderseite das Sicherungselement 42 mit dem Schmelzstöpsel 43 angebracht ist, welcher mit seinem Paßstift 44 in einen Paßring 45 eingreift, der im Kopfteil 61 eines im Auslöser längs beweglichen röhrenförmigen Gliedes 61, 52 gelagert ist. Die Heizspule 46 befindet sich hinter der Schalttafel 41 und kann dem zu schützenden Stromverbraucher in weiten Grenzen angepaßt werden. Die Stromzuleitung erfolgt an der mit -\- bezeichneten Stelle am äußeren Rande der Heizspule, während das innere Ende der Spule mit der Metallhülse 47 in leitender ' Verbindung steht, die den Gewindesockel 48 zur auswechselbaren Befestigung des Auslösers trägt.

Der Auslöser besteht im wesentlichen aus einem Metallrohr 49, welches am oberen Ende einen Flansch 50 zur Verbindung mit dem Fußkontakt des Schmelzstöpsels 43 trägt und am unteren Ende eine mit Gewinde versehene rohrförmige Verlängerung 51 besitzt, durch welche der Auslöser in den Gewindesockel 48 der Heizspule eingeschraubt werden kann. • Im Innern des Auslösers befindet sich in dem röhrenförmigen Teil 52 eine darin verschiebbar geführte Stange 53, die mit ihrem verdickten Kopf 54 für gewöhnlich in der aus Abb. 7 ersichtlichen Stellung durch leicht schmelzbares Metall im Rohr 52 festgelötet ist und am unteren Ende ein Kontaktstück 5 5 trägt, dem gegenüber sich in einiger Entfernung der zweckmäßig aus Kohle bestehende Kontakt 59 des Gegenpoles befindet. Die beiden Teile 52, 53 des Auslösers stehen je unter Wirkung einer Feder 56. 57, welche sich beide gegen den am unteren Ende des Rohres 49 befestigten Flansch 60 stützen und bestrebt sind, die beiden Teile 52, 53 auseinanderzudrücken,

woran sie jedoch für gewöhnlich durch die Lötstelle gehindert werden.

Am oberen erweiterten Kopf 61 des Rohres 52 befindet sich unterhalb des Paßringes 45 ein Schnappriegelpaar 58, welches an den Schenkelenden eines federnden Bügels 59 befestigt ist und, wie aus Abb. 9 ersiehtlich, bei der Aufwärtsbewegung des Kopfes 61 durch seitliche Schlitze auszutreten vermag, um den Auslöser in dieser Stellung zu verriegeln.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende :

Für gewöhnlich sind die beiden beweglichen Teile 52, 53 des Auslösers miteinander verlötet und befinden sich in der aus Abb. 7 ersichtlichen Stellung. Sobald die Temperatur des zu schützenden Verbrauchers ein zulässiges Maß überschreitet, erweicht die Lötstelle, und die Stange 53 wird durch die Wirkung so der Feder 56 gegen den Kontakt 59 gedrückt, wodurch in bekannter Weise ein Hilfsstromkreis geschlossen und die Sicherung 43 zum Durchschmelzen gebracht wird. Letzteres ist äußerlich durch das Schauloch im Stöpselkopf erkennbar. Soll nun die Sicherung ausgewechselt werden, so wird beim Herausnehmen des Schmelzstöpsels der Kopf 61 des Rohres 52, wie aus Abb. 9 ersichtlich ist, durch die Wirkung der Feder 57 nach oben vorgedrückt und in dieser Stellung durch die seitlich vorspringenden Schnappriegel 5 8 festgehalten. Nunmehr ist das Einsetzen eines neuen Schmelzstöpsels so lange unmöglich, bis auch der Auslöser herausgenommen und gegen einen neuen oder wiederhergestellten Auslöser ausgewechselt ist. Eine solche Wiederherstellung ist leicht möglich, indem man den Auslöser im warmen Zustande entgegen der Wirkung der beiden Federn 56, > 57 zusammendrückt und in dieser Stellung j erkalten läßt. j

Durch die Aufwärtsbewegung des Kopfes

61 mit dem Rohr 52 beim Herausnehmen des Schmelzstöpsels wird gleichzeitig die Stange 53 mit dem Kontaktstück 55, wie ebenfalls aus Abb. 9 hervorgeht, entgegen der Wirkung der schwächeren Feder 56 durch die stärkere Feder 57 wieder angehoben und dadurch der Hilfsstromkreis selbsttätig wieder unterbrochen.

Durch die beschriebene Anordnung ist also irgendeine falsche Handhabung und ein un- ! nötiger Verbrauch an Schmelzstöpseln mit Sicherheit vermieden. Es könnte der Aus- ; löser beim Ansprechen anstatt einen Hilfsstromkreis zu schließen, gegebenenfalls auch : einen solchen öffnen, um dadurch die Ab- ■

schaltung des zu schützenden Stromverbrauchers zu bewirken.

Claims (6)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Sicherungselement mit Schraubstöpselsicherung und einem von einer Heizspule umgebenen Wärmeauslöser mit Schmelzlot, dadurch gekennzeichnet, daß der auswechselbare Wärmeauslöser den Paßring (36) mit Kontaktschraube (11) für den Fußkontakt der Sicherungspatrone (10) trägt und in dem ihn aufnehmenden Teil, z. B. der Mittelhülse (22) der Heizspule (17) nach Stromstärke bzw. Auslösetemperatur unverwechselbar ist.
2. 2. Sicherungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kontaktschraube (11) des Paßringes (36) ein Kennplättchen (^7) für den Wärmeauslöser angeordnet ist.
3. 3. Sicherungselement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Sockel für den Sicherungsschraubstöpsel die Stirnwand eines vom Sicherungselement leicht abnehmbaren Gehäusemantels (7) bildet, und dieser mittels eines gleichzeitig die Zuleitung für den Gewindekontakt des Sicherungsschraubstöpsels bildenden Drehriegelpaares (3, 6) gesichert ist.
4. 4. Sicherungs element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auswechselbare Auslöser ein unter Wirkung einer Feder (57) stehendes, den Paßring tragendes bewegliches Glied (61, 52) besitzt, welches nach Ansprechen des Auslösers freigegeben wird, sich beim Herausnehmen die Schmelzstöpsel gegen diesen vorbewegt und in vorgedrückter Stellung verriegelt.
5. 5. Sicherungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ansprechen des Auslösers sich dessen freigegebenes Kontaktglied (53, 55) mit dem unter Federwirkung stehenden beweglichen Glied 52, 61) kuppelt und durch dessen Bewegung beim Herausnehmen des Sicherungsstöpsels in seine Ruhelage zurückgeführt wird.
6. 6. Sicherungselement nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Glied (61, 52) durch eine stärkere Feder (57), das Kontaktglied (53, 55) dagegen durch eine schwächere Feder (56) no gegen das gemeinsame Gehäuse (49) des Auslösers abgestützt ist und beide bei gespannten Federn durdh ein leicht schmelzbares Mittel miteinander verbunden sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.