DE4424821C2

DE4424821C2 - Thermische Sicherung

Info

Publication number: DE4424821C2
Application number: DE4424821A
Authority: DE
Inventors: Walter Hollweck
Original assignee: INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Current assignee: INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Priority date: 1994-03-18
Filing date: 1994-07-14
Publication date: 1996-02-01
Anticipated expiration: 2014-07-15
Also published as: DE4424821A1; DE59500862D1

Description

Die Erfindung betrifft eine thermische Sicherung, die bei Überschreiten eines Auslösetemperaturwertes mindestens einen durch sie verlaufenden Strompfad unterbricht.

Thermische Sicherungen mit einer Mehrzahl von thermischen Sicherungs- und/oder Schaltelementen sind als Kombinations geräte bekannt. Solche Geräte weisen ein Sicherungsgehäuse auf, in welchem eine Mehrzahl von thermischen Sicherungs und/oder Schaltelementen angeordnet ist, die beispielsweise ein Begrenzer/Reglerkombination bilden können. Um derartige thermische Sicherungen anschließen zu können, stehen aus ihrem Sicherungsgehäuse mindestens zwei Anschlußkontakte heraus, die mit einer Kontaktstrecke in Verbindung stehen, die durch einen Bewegungskontakt im Gehäuseinnenraum über brückt werden kann. Eines der Sicherungselemente belastet den Bewegungskontakt in Kontaktschließrichtung und unter Federvorspannung, der Bewegungskontakt unterbricht beim An sprechen der Sicherung den Strompfad.

Aus US 4 808 965 ist eine thermische Sicherung bekannt, die bei Überschreitung eines Auslösetemperaturwertes mindestens einen durch sie verlaufenden Strompfad unter bricht. Diese Sicherung weist ein Sicherungsgehäuse auf, in dem zwei thermische Siche rungselemente angeordnet sind und aus welchen zur Bildung des Strompfades zwei An schlußkontakte herausstehen. Bei nicht angesprochener Sicherung wird im Gehäusein nenraum über einen Bewegungskontakt eine Kontaktstrecke überbrückt. Ein Sicherung selement spannt federbelastet den ihm zugeordneten Bewegungskontakt in Kontakt schließrichtung vor, der beim Auslösen des Strompfads unterbricht. Das Sicherungsge häuse ist insgesamt rohrartig ausgebildet und weist zwei Aufnahmekammern zum Einsatz der thermischen Sicherungselemente auf, die durch einen den Rohrquerschnitt im we sentlichen abschließenden Trennboden voneinander getrennt sind. Der Trennboden ver schiebt sich bei Ansprechen der Sicherung innerhalb des Gehäuses.

Aus EP 0 121 005 A1 geht eine thermische Sicherung hervor, die zwei thermische Siche rungselemente in Form von Schmelzloten aufweist, wobei die Kontaktteile durch eine Schraubenfeder in Schließstellung gehalten werden.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 93 11 560 U1 ist es allgemein bekannt, Wärme übertragungsflächen an Temperatursicherungen vorzusehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine thermische Sicherung so weiterzubilden, daß sie hohen Sicher heitsanforderungen genügt, einfach herstellbar und insbe sondere leicht montierbar ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmals-Kombination des Anspruches 1 gelöst, vorteil hafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Als Kern der Erfindung wird es angesehen, das Sicherungsge häuse rohrartig auszubilden und mit zwei Aufnahmekammern zum Einsatz der thermischen Sicherungselemente zu versehen, wobei die Aufnahmekammern i.w. identisch ausgebildet sein können. Zwischen den beiden Sicherungskammern ist ein ortsfester Trennboden vorgesehen, der den Rohrinnenquerschnitt i.w. abschließt und an dem die thermisch sensitiven Elemente der mindestens zwei thermischen Sicherungselemente unter Feder belastung beidseitig anliegen. Mit Vorteil wird dadurch er reicht, daß die Wärmeeinleitung über das Gehäuse zu den thermisch sensitiven Elementen bei guter Wärmeleitfähigkeit über ein und dasselbe Element, nämlich den Trennboden er folgt. Damit weist die Sicherung ein wohldefiniertes An sprechverhalten auf. Darüber hinaus bildet der Trennboden eine mechanische Stabilisierung des ansonsten druckempfind lichen rohrförmigen Gehäuses, wodurch sichergestellt wird, daß bei einer Montage des Gehäuses im Mittelbereich durch ein Klemmelement, welches das Gehäuse mit nach radial innen gerichtetem Druck beaufschlagt, bewegliche Teile nicht festgeklemmt werden, wodurch die Sicherung funktionsunfähig werden kann.

Die Sicherung ist auch einfach herzustellen und zu justie ren. Das Gehäuse kann aus einem Rohrabschnitt abgestochen, der Trennboden eingeführt und verpreßt werden. Sodann kön nen die vorbereiteten Sicherungselemente eingesetzt und mit Abschlußelementen versehen und auf Block verpreßt werden. Dabei ist zugleich sichergestellt, daß die thermisch sensi tiven Teile mit gutem Wärmekontakt an dem Trennboden anlie gen, der als Wärmeleitelement dient.

Falls die beiden Aufnahmekammern koaxial zueinander verlau fen, kann als Gehäuse ein gerades Rohrstück herangezogen werden und insbesondere der Pressvorgang zum Verpressen der Elemente der Sicherungen durch einen einzigen Presshub er folgen. Der Trennboden kann in dem rohrförmigen Gehäuse entweder einstückig mit diesem ausgebildet sein, oder auch eine gesonderte Scheibe sein, die auf unterschiedliche Weise befestigt werden kann, wie dies in den Ansprüchen 5 und 6 beschrieben ist.

Besonders vorteilhaft ist es zur Wärmeeinleitung in das Ge häuse, die Gehäuseaußenwandung im Bereich des Trennbodens als Wärmeübertragungsfläche auszubilden, die an ein zu überwachendes Bauteil angeklemmt werden kann. Hierzu eignet sich ein äußeres Halteelement, das das Gehäuse im Bereich der Trennwandung unter radial nach innen gerichtetem Druck beaufschlagt. Da das Gehäuse durch den Trennboden gegen Druck stabilisiert ist, läßt sich die Wärmeübertragungsflä che sehr fest an das zu überwachende Bauteil anpressen.

Durch die Merkmale des Anspruches 12 und insbesondere das scheibenartige Führungselement, das den Übertragungsstift der Schmelzhülsen außerhalb der Hülsen umgreift, läßt sich mit Vorteil eine weitere Aufteilung der Aufnahmekammern in einen innenliegenden Bereich und einen außenliegenden Be reich vornehmen. Im innenliegenden Bereich ist die das Schmelzmaterial aufnehmende Hülse angeordnet, im außenlie genden Bereich der beiden Kaminern sind die Federn und Kon takte vorgesehen. Durch die Führungsscheibe wird im Falle des Ansprechens das Schmelzlot im inneren Kammerbereich ge halten, wodurch bei angesprochener Sicherung Fehlkontakte im Bereich des Bewegungskontaktes vermieden werden.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine thermische Sicherung mit zwei durch topfartig geprägten Stern abgefe derten Sicherungselementen, von denen eines an gesprochen hat;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine thermische Sicherung mit zwei durch Schraubenfeder abgefederten Si cherungselementen, von denen eines angesprochen hat;

Fig. 3 einen Teilschnitt durch den den Trennboden auf weisenden Bereich des Sicherungsgehäuses;

Fig. 4 einen Teilschnitt durch den einen modifizierten Trennboden aufweisenden Bereich des Sicherungs gehäuses;

Fig. 5 einen schematischen Querschnitt durch eine mit einem Befestigungselement an einer zu überwa chenden Gerätwandung befestigte Sicherung.

Zunächst wird auf Zeichnungsfigur 1 Bezug genommen. Die dort dargestellte thermische Sicherung 1 weist einen durch ihr Sicherungsgehäuse 2 verlaufenden Strompfad auf, der zwei Anschlußkontakte 3, 4 umfaßt, an denen Festkontakte 5, 6 angeordnet sind, die mit Bewegungskontakten 7, 8 zu sammenwirken, welch letztere das metallische Sicherungsge häuse kontaktieren, so daß der Strompfad insgesamt durch die Elemente 3, 5, 7, 2, 8, 6, 4 (in der Reihenfolge von links nach rechts) durch das Sicherungsgehäuse 2 hindurch besteht.

Insgesamt sind in dem Sicherungsgehäuse 2 zwei thermische Sicherungselemente 9, 10 vorgesehen, die in zwei Aufnah mekammern 11, 12 des insgesamt rohrartig ausgebildeten Si cherungsgehäuses 2 angeordnet sind. Die beiden Aufnahme kammern 11, 12 werden durch einen den Rohrquerschnitt i.w. abschließenden Trennboden 13 voneinander getrennt, die thermisch sensitiven Elemente, nämlich Schmelzlot bein haltende Hülsen 14, 15 beaufschlagen mit ihren inneren En den den Trennboden 13 unter der Kraft von Federn 16, 17, 18, 19, wobei die Federn 16 und 18 als Kontaktöffnungsfe dern ausgebildet sind, die den Bewegungskontakt 7, 8 vom Festkontakt 5, 6 abheben, sobald das zugehörige Sicherungs element 9 oder 10 anspricht und die Federn 17 und 19 als sog. "Sternfedern" ausgebildet sind, die bei nichtange sprochenem Sicherungselement 9, 10 den notwendigen Kon taktschließdruck zwischen Bewegungskontakt und Festkontakt sicherstellen, so wie dies auf der rechten Seite in Fig. 1 dargestellt ist, da dort das dargestellte Sicherungselement 10 noch nicht angesprochen hat. Das linksseitige Siche rungselement 9 hingegen hat ausgelöst, wodurch die Kon taktstrecke zwischen dem Festkontakt 5 und dem Bewegungs kontakt 7 geöffnet ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, können die Federn 17 und 19 auch als Schraubenfedern ausgebildet werden, welche die gleiche Funktion wie die "Sternfedern" nach Fig. 1 überneh men. Hierzu werden vorteilhafterweise die Übertragungs stifte 30 und 31 mit einem abgesetzten Bereich 30′ sowie 31′ ausgeformt, welcher sich in den Innenbereich der nun als Schraubenfedern ausgebildeten Federn 17 und 19 hineinerstreckt und somit eine Lagestabilisierung der Schraubenfedern vornimmt.

Die beiden Aufnahmekammern 11, 12 verlaufen zueinander ko axial in dem als gerades Rohrstück ausgebildeten Siche rungsgehäuse 2. Bei den in Fig. 1 und 2 dargestellten Aus führungsbeispielen ist der Trennboden 13 einstückig mit dem Sicherungsgehäuse ausgebildet, Zeichnungsfiguren 3 und 4 zeigen jedoch weitere Ausführungsmöglichkeiten, bei welchen der Trennboden 13′ eine gesonderte Scheibe sein kann, deren Durchmesser i.w. dem Innendurchmesser des rohrförmigen Si cherungsgehäuses 2 entspricht. Wie insbesondere in Fig. 4 zu sehen ist, kann der Trennboden 13′′ eine umlaufende Nut aufweisen, in welche eine radial nach innen gerichtete Ein prägung 20 des Sicherungsgehäuses eingreift. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der Trennbo den 13′ zwischen zwei radial nach innen weisenden Einprä gungen 21 des rohrförmigen Sicherungsgehäuses.

Die Gehäuseaußenwandung 25 des Sicherungsgehäuses 2 ist im Bereich des Trennbodens 13, 13′, 13′′ als Wärmeüber tragungsfläche ausgebildet und wirkt mit mindestens einem Halteelement 26 zusammen, daß das Sicherungsgehäuse im Be reich der Trennwandung unter radial nach innen gerichtetem Druck beaufschlagt (vgl. Fig. 5).

Zurückkommend auf Fig. 1 und 2 ist noch festzustellen, daß jede Hülse 14, 15 mit einem Übertragungsstift 30, 31 verse hen ist, der beim Ansprechen des thermisch sensitiven Ele mentes und Flüssigwerden des Schmelzmaterials in das Schmelzmaterial unter dem Druck der zugeordneten Öffnungs feder 16, 18 eintaucht und hülsenaußenseitig in einem scheibenartigen Führungselement 32, 33 geführt ist.

Die beiden außenliegenden Enden 34, 35 des rohrförmigen Si cherungsgehäuses sind mit Endabschlüssen 36, 37 versehen, die aus isolierendem Material bestehen und die jeweiligen Anschlußkontakte 3, 4 beinhalten, an deren inneren Enden die Festkontakte 5, 6 angeordnet sind.

Bezugszeichenliste

1 thermische Sicherung
2 Sicherungsgehäuse
3, 4 Anschlußkontakt
5, 6 Festkontakt
7, 8 Bewegungskontakt
9, 10 Sicherungselement
11, 12 Aufnahmekammer
13 Trennboden
14, 15 Hülse
16, 17, 18, 19 Öffnungsfeder
20, 21 Einprägung
25 Gehäuseaußenwandung
26 Halteelement
30, 31 Übertragungsstift
30′, 31′ abgesetzter Bereich
34, 35 außenanliegendes Ende
36, 37 Endabschluß

Claims

1. Thermische Sicherung (1), die bei Überschreitung eines Auslösetemperaturwertes mindestens einen durch sie verlaufenden Strompfad unterbricht, mit einem Sicherungsgehäuse (2), in welchem mindestens zwei thermische Sicherungselemente (9, 10) angeordnet sind und aus welchem zur Bildung des mindestens einen Strompfades mindestens zwei Anschlußkontakte (3, 4) herausstehen, wobei bei nicht angesprochener Sicherung eine über einen Bewegungskontakt geschlossene Kontaktstrecke im Gehäuseinnenraum überbrückt ist und ein Sicherungselement den ihm zugeordneten Bewegungskontakt in Kontaktschließrichtung federbelastet vorspannt, der beim Auslösen den mindestens einen Strompfad unterbricht, wobei das Sicherungsgehäuse (2) rohrartig ausgebildet ist und zwei Aufnahmekammern (11, 12) zum Einsatz der thermischen Sicherungselemente (9, 10) aufweist, die durch einen den Rohrquerschnitt im wesentlichen abschließenden ortsfesten Trennboden (13) voneinander getrennt sind und die thermisch sensitiven Elemente der mindestens zwei thermischen Sicherungselemente (9, 10) den Trennboden (13) beaufschlagen.

2. Thermische Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Aufnahmekammern (11, 12) koaxial zu einander verlaufen.

3. Thermische Sicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennboden (13) einstückig mit dem rohrförmi gen Sicherungsgehäuse (2) ausgebildet ist.

4. Thermische Sicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennboden (13) eine gesonderte Scheibe ist, deren Durchmesser im wesentlichen dem Innendurchmes ser des rohrförmigen Sicherungsgehäuses (2) ent spricht.

5. Thermische Sicherung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennboden (13) eine umlaufende Nut aufweist, in welche eine radial nach innen gerichtete Einprä gung (20) des rohrförmigen Sicherungsgehäuses (2) eingreift.

6. Thermische Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennboden (13) zwischen zwei radial nach in nen weisenden Einprägungen (21) des rohrförmigen Si cherungsgehäuses angeordnet ist.

7. Thermische Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Sicherungsgehäuse (2) aus metal lischem, elektrisch leitfähigem Material besteht und rohrinnenseitig von mit dem Bewegungskontakt (7, 8) der beiden thermischen Sicherungselemente (9, 10) zu sammenwirkenden Kontaktelementen beaufschlagt wird.

8. Thermische Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die thermisch sensitiven Elemente durch ein Schmelzmaterial, insbesondere Schmelzlot beinhaltende Hülsen (14, 15) gebildet werden, die den Trennboden (13) beidseitig beaufschlagen.

9. Thermische Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennboden (13) aus thermisch gut leitfähigem Material besteht.

10. Thermische Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseaußenwandung (25) im Bereich des Trennbodens (13) als Wärmeübertragungsfläche ausge bildet ist.

11. Thermische Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Halteelement (26) vorgesehen ist, das das Sicherungsgehäuse (2) im Bereich des Trennbo dens (13) unter radial nach innen gerichtetem Druck beaufschlagt.

12. Thermische Sicherung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hülse (14, 15) mit einem Übertragungsstift (30, 31) versehen ist, der beim Ansprechen des ther misch sensitiven Elementes und Flüssigwerden des Schmelzmaterials in das Schmelzmaterial unter dem Druck einer Öffnungsfeder (16, 18) eintaucht und hül senaußenseitig in einem scheibenartigen Führungsele ment (32, 33) gehaltert ist.

13. Thermische Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden außenliegenden Enden des rohrförmigen Sicherungsgehäuses (2) mit Endabschlüssen (36, 37) versehen sind, die aus isolierendem Material bestehen und mindestens einen Anschlußkontakt (3, 4) beinhal ten, an dessen inneren Ende der Festkontakt (5, 6) des Sicherungselementes angeordnet ist.

14. Thermische Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Bewegungskontakt und dem Übertragungsstift wirkende Feder (17, 19) durch einen topfartig geprägten Stern gebildet wird, der mit sei nem Innenbereich den Übertragungsstift (30, 31) in Richtung des Trennbodens (13) beaufschlagt und sich mit seinem Außenbereich auf der dem Trennboden (13) zugewandten Oberfläche des Bewegungskontaktes (7, 8) abstützt.

15. Thermische Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Bewegungskontakt und dem Über tragungsstift wirkende Feder (17, 19) durch eine Schraubenfeder gebildet wird, die mit ihrem einen Ende den Übertragungsstift (30, 31) in Richtung des Trennbodens (13) beaufschlagt und sich mit ihrem an deren Ende auf der dem Trennboden (13) zugewandten Oberfläche des Bewegungskontaktes (7, 8) abstützt.

16. Thermische Sicherung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (17, 19) den Übertragungsstift (30, 31) umgreift.

17. Thermische Sicherung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungsstift (30, 31) einen abgesetzten Bereich (30′, 31′) mit vermindertem Durchmesser aufweist, der in den Innenbereich der Feder (17, 19) hineinragt.