DE725159C - Thermisch oder thermisch und elektromagnetisch ausloesbarer Druckknopfselbstschalter - Google Patents

Description

Druckknopfselbstschalter werden in Stöpsel-, Element- oder Sockelform hergestellt und mit thermischer oder thermischer und elektromagnetischer Auslösevorrichtung versehen sowie mit einer Freiauslösung, die eine Trennung der Schaltkontakte auch dann gewährleistet, wenn der Einschaltdruckknopf unter bestehendem Kurzschluß betätigt wird. Solche bekannten Selbstschalter werden zum Schutz von Leitungen, Geräten oder Motoren gegen unzulässige Erwärmung infolge zu lang andauernder Überstrom- oder Kurzschlußbelastung in den elektrischen Anlagen eingebaut.

Als geeignetes Mittel zur Kraftübertragung von dem Druckknopf auf die Schaltkontakte hat man u.a. in der Bewegungsrichtung geführte, schlittenartig bzw. stangenartig ausgebildete Schaltwerksglieder angewendet. Der übrige Schaltwerksaufbau ist bei den einen dieser bekannten Ausführungen durch Anordnung einer großen Zahl zusammenwirkender Teile, wie Klinken, Freiauslösekuppelglieder u. dgl., bei großem Werkstoffaufwand und Bauraum recht verwickelt und teuer in der Herstellung, bei den anderen Ausführungen, die mit einer geringeren Zahl von Schaltwerksteilen auskommen, sehr sperrig, so daß auch hier die Unterbringung in kleinem Bauraum beim Erzielen hoher Schaltleistung nicht möglich ist. Als Kontaktorgan hat man u. a. in Stöpselselbstschaltern unter der Wirkung einer Ausschaltfeder stehende, in der Mittellängsachse des Selbstschalters liegende Kontaktbolzen angewendet. Der vorliegenden Erfindung liegt die Auf-

gäbe zugrunde, einen Selbstschalter zu schaffen, der bei grundsätzlich gleichem Aufbau sowohl in Stöpselform als Einsteck- oder Einschraubautomat als auch in Element- oder Sockelform gebaut werden kann, der bei kleinster Baugröße elektrisch und mechanisch allen Bedingungen genügt und der sich schließlich bei einfachem Aufbau auch mit einfachsten und billigsten Mitteln herstellen to läßt. Ist schon beim Einschraubautomat der zur Verfugung stehende Bauraum sehr begrenzt, so gilt dies ganz besonders für die Ausführung als Einsteckautomat. Die verhältnismäßig sehr kleine Breite und Länge ergeben sich beim Einsteckautomat aus der Grundfläche des Sicherungssockels, in dem an Stelle der bisher verwendeten Einsteckschmelzsicherungen nunmehr Einsteckautomaten verwendet werden sollen. Auch die Bauhöhe ist begrenzt und bestimmt durch die Höhe der üblichen Einbaukästen.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe bei einem thermisch oder thermisch und elektromagnetisch auslösbaren Druckknopfselbstschalter in Stöpsel-, Element- oder Sockelform, bei dem eine einen entgegen der Wirkung einer Rückzugfeder in der Einschaltstellung sich verklinkenden und kurz vor der Ausschaltung durch einen Teil des Schaltmechanismus entklinkbaren Druckknopfschlitten mit einem Freiauslösekuppelglied verbindende Gelenkachse in einem geraden Schlitz geführt ist und ein lose mit dem Freiauslösekuppelglied verbundener, unter der Wirkung einer Ausschaltfeder stehender Kontaktbolzen axial mit dem Druckknopfschlitten angeordnet ist. Die Erfindung besteht nun darin, daß das Freiauslösekuppelglied sich am Kontaktbolzen stirnseitig außerhalb der Achsenmitte abstützt, seine eigentliche Verklinkung an einem längsseitig des Schaltmechanismus in dessen Achsenrichtung verlaufenden, am Druckknopfschlitten gelagerten Klinkenhebel erhält, der durch die Auslöseorgane beeinflußt wird und eine auf der Gelenkachse angeordnete, mit einer Rast im Führungsschlitz zusammenwirkende Einschaltfesthalteklinke beeinflußt. Vorteilhafterweise besteht hierbei die Rückstellfeder des Klinkenhebels aus einer sich am Druckknopf abstützenden Blattfeder. Weiter empfiehlt es sich, bei Ausbildung des Stöpselselbstschalters als Einsteckautomat das thermische Organ auf einem der Steckerstifte an der Innenwand des Gehäuses zu befestigen. Bei Anwendung eines elektromagnetischen Auslöseorgans wird dieses mit seiner Ankerklappe erfindungsgemäß auf dem Druckknopfschlitten gelagert. Ein auf die Ankerklappe wirkender Handauslösedruckstift kann in einem seitlichen Einsatz des Druckknopfes untergebracht werden.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Schaltmechanismus wird eine besonders raumsparende Anordnung erzielt, und es lassen sich infolgedessen die Abmessungen erreichen, die es auch gestatten, den Selbstschalter in Stöpselform als Einschraub- und Einsteckautomaten bei guter Schaltleistung und Lebensdauer herzustellen. Elektrisch wird die erforderliche Schaltleistung dadurch erreicht, daß der zusammengedrängte und aus nur wenigen Teilen bestehende Schaltmechanismus genügend Raum für eine abgeschlossene Lichtbogenkammer übrigläßt. Gleichzeitig ergeben die geringen bei der Ausschaltung zu betätigenden Massen der kleinen und wenigen Mechanismusteile eine hohe Schaltgeschwindigkeit. Die hohe Lebensdauer wird durch die sehr geringe Reibung der Schaltwerksteile bedingt, die wiederum eine erhöhte Auslösegenauigkeit bei geringsten Auslösekräften zur Folge hat.

Durch die Abstützung des Freiauslösekuppelgliedes außerhalb der Achsmitte des Kontaktbolzens wird die Auslösekraft infolge des nur kleinen Hebelarmes zwischen Schalter- und Achsmitte der Rolle auf ein Mindestmaß herabgesetzt. Die Verklinkung kann dementsprechend auch in unmittelbarer Nähe der Längsachse des Schalters liegen, ohne daß sich die Auslösekräfte erheblich vergrößern. Auf Grund der neuartigen Anordnung des Freiauslösekuppelgliedes wird es weiter ermöglicht, den Klinkenhebel selbst in dem Druckknopfschlitten zu lagern. Eine weitere Vereinfachung bietet die Lagerung der Einschaltfesthalteklinke und des Freiauslösekuppelgliedes auf der gleichen Achse, ebenso die Anbringung der gegebenenfalls vorhandenen magnetischen Auslösevorrichtung auf dem Druckknopfschlitten. Gegenüber den bekannten Ausführungen, bei denen diese bzw. entsprechende Schaltwerksglieder im Gehäuse in besonderen Tragteilen bzw. in einem Sockel besonders befestigt und gelagert sind, wird durch die Erfindung ein erheblicher Fortschritt hinsichtlich vereinfachter und zusammengedrängter Bauweise erreicht.

Die Fig. 1 bis 6 zeigen als Ausführungsbeispiel der Erfindung einen elektrischen no Selbstschalter mit rein thermischer Auslösung in Stöpselform als Einsteckautomat, der in dem Sockel einer sogenannten Einstecksicherung Verwendung findet.

Die Fig. 7 bis 10 veranschaulichen denselben Selbstschalter mit zusätzlicher elektromagnetischer Auslösung.

Die Fig. 11 zeigt den Einbau in das Gehäuse eines Einschraubautomaten.

Fig. ι zeigt einen Längsschnitt durch den Selbstschalter mit thermischer Auslösung in der Einschaltstellung.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt rechtwinklig zu dem Schnitt der Fig. i, und zwar durch die Achsmitte des Druckknopfes.

Fig. 3; ist eine Ansicht des Selbstschalters von oben.

Fig. 4 zeigt den Träger für den Schaltmechanismus.

Fig.5 ist ein Längsschnitt durch den Selbstschalter in der Ausschaltstellung.
Fig. 6 ist ebenfalls ein Längsschnitt durch den Selbstschalter in der Ausschaltstellung, und zwar bei festgehaltenem Druckknopf.

Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch den Selbstschalter mit thermischer und elektromagnetischer Auslösung.

Fig. 8 ist ein Schnitt durch die Mittelachse des Schalters rechtwinklig zu dem Schnitt der· Fig. 7.

Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch das Geao häuse und durch die Verschluß deckel: der in der Ausschaltstellung befindliche Mechanismus ist jedoch nicht geschnitten.

Fig. 10 zeigt den Mechanismus in der Ausschaltstellung bei festgehaltenem Druckknopf. Fig. 11 zeigt das Ausführungsbeispiel eines Selbstschalters in Stöpselform als Einschraubautomat. Gehäuse, Deckel und Sockel sind geschnitten; der Mechanismus ist in Ansicht gezeichnet, und zwar in der in der Fig. 10 angegebenen Pfeilrichtung.

Mit ι ist das Gehäuse des Selbstschalters bezeichnet, auf dem mittels der beiden Steckerstifte 2 das thermische Organ 3 und der feste Kontakt 4 befestigt sind. Der bewegliche Schaltkontakt 5 ist in einem Kanal des Körpers 1 gelagert, der gleichzeitig zur Führung dient. Der Schaltkontakt 5 steht unter dem Druck der Ausschaltfeder 7. Über den auf dem Körper 1 mit Hilfe der beiden Schrauben 9 befestigten Träger 8 gleitet der mit dem Druckknopf io> fest verbundene Druclcknopfschlitten 11. Durch die Gelenkachse 12 wird der Druckknopfschlitten 11 in den Führungsschlitzen 13 des Trägers 8 geführt. Auf der Gelenkachse 12 sind das Freiauslösekuppelglied 14, die Einschaltfesthalteklinke 15 sowie die Feder 16 gelagert. Das Freiauslösekuppelglied 14 trägt an seinem unteren Teil eine Rolle 17, gegen die sich der bewegliche Kontäktbolzen 5 außerhalb der Achsmitte abstützt. Ferner besitzt das Freiauslösekuppelglied 14 einen seitlichen Ansatz 18, auf welchem sich der im Schlitten 11 drehbar gelagerte Klinkenhebel 19 abstützt. Der Klinkenhebel 19 steht unter der Spannung der Rückstellblattfeder 20, die sich am Druckknopf 10 abstützt. Die Einschaltfesthalteklinke 15 trägt den Sperrstift 21, der in der Einschaltstellung in die Rasten 22 der Führungsschlitze 13 des Trägere 8 eingreift. Die Feder 23 führt nach erfolgter Abschaltungden Druckknopf schlitten 11 in die Anfangsstellung zurück. Die Einschaltung erfolgt durch Eindrücken des Druckknopfes 10. Das Freiauslösekuppelglied 14 wird durch den Klinkenhebel 19 gehalten und bewegt sich, da es durch die Gelenkachse 12 mit dem Druckknopfschlitten 11 verbunden ist, mit dem Druckknopf nach unten. Hierbei wird der bewegliche Kontaktbolzen 5 mit dem feststehenden Kontakt 4 in Berührung gebracht. Der Sperrstift 21 der Einschaltfesthalteklinke 15 wird durch die Feder 24 in die Rasten 22 des Trägers 8 gedrückt und hält den Druckknopfschlitten 11 und damit den beweglichen Kontaktbolzen 5 in der Einschaltstellung, wie die Fig. 1 zeigt, fest. Der Strom fließt von dem einen Steckerstift über den feststehenden Kontakt 4, den beweglichen Kontaktbolzen 5, über die Litze 6 zu dem thermischen Organ 3 und dem anderen Steckerstift.

Die Arbeitsweise des Selbstschalters ist folgende:

Im Falle eines zu lang andauernden Überstromes oder Kurzschlusses erwärmt sich das Bimetall 3 und biegt sich in der in der Fig. 1 angegebenen Pfeilrichtung durch. Die Regulierschraube 25 stößt gegen den Klinkenhebel 19 und dreht diesen um seine Achse 26. Der Klinkenhebel gibt nunmehr das Freiauslösekuppelglied 14 am Ansatz 18 frei. Das Freiauslösekuppelglied 14 wird alsdann durch den von der Ausschaltfeder 7 zurückgedrückten Kontaktbolzen'5 um die Gelenkachse 12 gedreht. Die Kontakte öffnen sich, und der Strom wird unterbrochen. Kurz vor dem Ende seiner Drehung stößt das Freiauslösekuppelglied 14 gegen die Einschaltfesthalteklinke 15 und dreht diese um die Gelenkachse 12. Der Sperrstift 21 verläßt die Raste 22, und die Festhaltung zwischen dem Träger 8 und dem Druckknopfschlitten 11 ist aufgehoben. Die Lage der verschiedenen Teile des Mechanismus in diesem Augenblick wird durch die Fig. 6 veranschaulicht. Wird der Druckknopf nicht von außen her zurückgehalten, so führt ihn die Feder 23 in seine Ausschaltstellung zurück. Mit dem Druckknopf bewegen sich gleichzeitig der Druckknopfschlitten Ii sowie die daran befestigten Teile des Mechanismus nach oben. Die Feder 16 dreht das Freiauslösekuppelglied 14 zurück, und dieses wird erneut durch den Klinkenhebel 19 am Ansatz 18 verriegelt, sobald das Bimetall 3 sich abgekühlt und seine Ursprungliehe Form angenommen hat. Die Lage der verschiedenen Teile des Mechanismus und der Kontakte in der nunmehr erreichten Ausschaltstellung ist in Fig. 5 veranschaulicht. Der Selbstschalter kann durch einen Druck 12p auf den Knopf 10 erneut eingeschaltet werden.

Die Fig. 7 bis 10 zeigen den vorstehend beschriebenen Selbstschalter mit einer zusätzlichen elektromagnetischen Auslösevorrichtung. Der Freiauslösemechanismus und die Kontaktanordnung sind beibehalten. Neu ist die Anbringung des Elektromagneten und seiner Ankerklappe auf dem Druckknopfschlitten 11. Der Magnetkern 27 mit den beiden Polen 28 und 29 sowie der Spule 37 sind ^l<> fest mit dem Druckknopfschlitten 11 verbunden. Den beiden Polen 28 und 29 steht die Ankerklappe 30 gegenüber, die durch eine Feder 31 von den Polen entfernt gehalten wird. Die Mutter 32 des Bolzens 33 dient zur Regulierung des Abstandes zwischen den Magnetpolen und der Ankerklappe. Die Ankerklappe 30 ist drehbar um die Achse 34 auf dem Druckknopfschlitten 11 gelagert. Sie besitzt zwei Ansätze 35 und 36, die sich hinter den Klinkenhebel 19 legen. Die Stromführung ist dieselbe wie bei dem in den Fig. 1 bis 6 beschriebenen Selbstschalter mit thermischer Auslösung; es ist lediglich die Spule 37 zu dem thermischen Organ 3 in Reihe geschaltet.

Im Falle eines Kurzschlusses oder eines sehr hohen Überstrom» wird die Ankerklappe 30 von den Magnetpolen 28 und 29 angezogen und dreht sich um die Achse 34. Die Ankerklappenansätze 35 und 36 drücken den Klinkenhebel 19 zurück und entriegeln somit das Freiauslösekuppelglied 14 am Ansatz 18.

Die soeben beschriebene Anordnung des Elektromagneten gestattet, eine besonders einfache Handausschaltvorrichtung anzubringen. Der Druckknopf 10 ist hierfür mit einem seitlichen Ansatz 38 versehen, in dem der Handauslösedruckstift 39 gelagert ist, dessen unteres Ende sich gegen die Ankerklappe 30 legt. Durch einen Druck auf den Auslösestift 39 kann also die Ankerklappe betätigt und der Selbstschalter ausgeschaltet werden. Fig. 11 zeigt den Einbau des vorstehend beschriebenen Mechanismus in das Gehäuse eines Ein-Schraubautomaten. Der Mechanismus ist mit Hilfe der beiden Schrauben 40¹ und 41 auf dem Sockel 42 befestigt. Der Sockel besitzt zwei Bügel 43 und 44, die mit Hilfe der Bolzen 45 und 46 am Gehäuse 47 befestigt werden.

Claims (5)

1. Patentansprüche: i. Thermisch oder thermisch und elektromagnetisch auslösbarer Druckknopfselbstschalter in Stöpsel-, Element- oder Sockelform, bei dem eine einen entgegen der Wirkung einer Rückzugfeder in der Einschaltstellung sich verklinkenden und kurz vor der Ausschaltung durch einen Teil des Schaltmechanismus entklinkbaren Druckknopfschlitten mit einem Freiauslösekuppelglied verbindende Gelenkachse in einem geraden Schlitz geführt ist und ein lose mit dem Freiauslösekuppelglied verbundener, unter der Wirkung einer Ausschaltfeder stehender Kontaktbolzen axial mit dem Druckknopfschlitten angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Freiauslösekuppelglied (14) sich am Kontaktbolzen (5) stirnseitig außerhalb der Achsenmitte abstützt, seine eigentliche Verklinkung an einem längsseitig des Schaltmechanismus in dessen Achsenrichtung verlaufenden, am Druckknopfschlitten (11) gelagerten Klinkenhebel (19) erhält, der durch die Auslöseorgane beeinflußt wird und eine auf der Gelenkachse (12) angeordnete, mit einer Rast (22) im Führungsschlitz (13) zusammenwirkende Einschaltfesthalteklinke (15) beeinflußt.
2. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder des Klinkenhebels (19) aus einer sich am Druckknopf (10) abstützenden Blattfeder (20) besteht.
3. 3. Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei seiner Ausbildung mit Steckern das thermische Organ (3) auf einem der Steckerstifte (2) an der Innenwand des Gehäuses befestigt ist.
4. 4. Schalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromagnetische Auslöseorgan (27,28,29,37) und dessen Ankerklappe (30) auf dem Druckknopfschlitten (11) gelagert sind.
5. 5. Schalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Ankerklappe (30) wirkende Handauslösedruckstift (39) in einem seitlichen Ansatz (38) des Druckknopfes (10) gelagert ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen