DE9004031U1 - Druckknopfbetätigter Überstromschalter - Google Patents

Description

• ft ·

Beschreibung

Druckknopfbetätigter Überstromschalter

Die Erfindung betrifft einen druckknopfbetädgten Qböfstromschaltei mit thermischer Auslösung gemäS dem Oberbag: iff des Ansprucjies

Derartige Schalter sind beispielsweise aus der DE-PS 25 02 579 bekannt. Dieser Schalter arbeitet nach dem Prinzip der thermischen ourehginen Birni~ii&!rei*rr».

D«? BimeNtetreifen vaist hierbei eine etwa rechtwinklige Abbiegung auf und wird nahe der Abbiegestelle von m·^ an ^^;nem -Schaltergehäuse angeformten Wulstvorsprüngen mit geringem Spiel gelagert. Am Bimetallstreifen ist in entsprechendem Abstand neben den Wulstvorsprüngen eine seitlich, in Richtung auf eine Auslösefeder vorstehende Kontaktnase angeformt. Die Auslösefeder drückt ein Frei- prxie einer Kontaktbrücke in Auslöserichtung gegen die Kontaktnase. Tritt in Einschaltstellung ein Überstrom auf, wird der Bimetallstreifen derart ausgebogen, daß die Kontaktbrücke von der Kontaktnase freigegeben und von der Kraft der Druckfeder in ihre Ausschaltstellung gedrückt wird.

Die Auslöseempfindlichkeit des Schalters wird über eine Einstellschraube eingestellt. Die Einstellschraube funktioniert nach dem Prinzip der Zug-Druck-Justierung über eine Vorspannung und Verformung eines mit dem Bimetallstreifen bewegungsmäßig verbundenen Verbindungsarmes.

Nachteilig an dieser Justierung ist die Labilität der Einstellschraube im Justierendzustand. Die auf die Schraube wirkende Vorspannkraft ändert sich über den Justierbereich. Zudem wirkt die Vorspannkraft nur punktförmig auf den Mittelpunkt des Einstellschraubenkerns. Der Kraftvektor der der resultierenden Vorspannkraft verläuft parallel, nahezu deckungsgleich mit der Drehachse der Einstellschraube.

Diese Lab&iät ist insbesondere nachteilig, eil derartige Überstromschalter vorzugsweise als Ersatz für herkömmliche Schmelzsicherungen in Stromkreise von . ahrzeugen eingebaut werden. Bedingt durch den Fahrzeugbetrieb sind die Schalter den verschiedensten Einsatzbedingungen ausgesetzt. Sie müssen abrupten klimatischen Änderungen standhalten und dürfen auch bei extremer mechanischer Schlag- und Schüttelbeanspruchung nicht versagen. Insbesondere bei geringen Vorspannkräften wird eine derartige Justierung diesen klimatischen und mechanischen Beanspruchungen nicht gerecht.

Für den Einsatz in Fahrzeugen steht außerdem ein nur sehr begrenzter Enbauraum zur Verfügung, so daß Stecksockel vorgesehen sind, in die derartige Schalter eingesteckt werden. Hierfür weisen die Schalter Anschlußkontakte in Form von Messerfahnen auf. Um möglichst viele derartige Schalter auf engstem Raum nebeneinander in einem Stecksockel plazieren zu können, bedarf es einer sehr schmalen Ausführung des einzelnen Schalters. Aus Gründen der Raumökonomie muß aus dem gleichen Grund die Schaltertiefe möglichst klein gehalten werden. Die Schatterhöhe läßt dagegen einen größeren Spielraum, worin der kinematisch einebige, in die Höhe bauende Aufbau des Schalters begründet ist. Bei der notwendigen, fortschreitend miniaturisierten Bauweise liegen diese Messerfahnen sehr eng beieinander, so daß der zwischen ihnen zur Verfügung stehende Einbauraum für eine Einstellschraube minimal ist. Die Einstellschraube ihrerseits darf gewisse Dimensionen jedoch nicht unterschreiten, da sie für die wirkenden Vorspannkräfte ausgelegt sein muß. Ferner muß die Manipulation der Einstellschraube durch beispielsweise einen Schraubenzieher von außen gewährleistet sein. Die Größe der Einstellschraube ist somit ein entscheidender Parameter, welcher eine weitere Miniaturisierung eines derartigen Schalters begrenzt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Überstromschalter derart auszugestalten, daß seine Baugröße und damit der für ihn benötigte Einbauraum möglichst klein ist und das Auslöseverhalten des Überstromschalters durch eine möglichst exakte und feine Justierung seinem jeweiligen Einsatzzweck individuell angepasst werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Der erfindungsgemäße Schalter weist im Prinzip den gleichen Aufbau wie der in der DE-PS 25 02 579 beschriebene Schalter auf. Seine Auslöseempfindlichkeit wird jedoch über einen mit seiner zylindrischen Mantelfläche am Verbindungsarm anliegenden trommeiförmigen Drehkörper eingestellt.

Der Drehkörper ist um eine Drehachse exzentrisch in einem Schaltergehäuse gelagert und beaufschlagt den Verbindungsarm mit einer gewissen Vorspannkraft. Aufgrund seiner exzentrischen Lagerung ändert sich diese Vorspannkraft mit dem Verdrehen des Drehkörpers. Unter der Einwirkung der Vorspannkraft verformt sich der Verbindungsarm. Durch die insbesondere kinematische Verbindung des Verbindungsarmes mit dem Bimetallstreifen wird die Verformung des Verbindungsarmes auf den Bimetallstreifen übertragen. Die das Auslöseverhalten des Überstromschalters determinierende Auslösekennlinie wird folglich derart verändert, daß der Verbindungsarm und damit der Bimetallstreifen eine definierte Vorverformung erfahren.

In einer Ehbaustellung liegt derjenige Bereich der Mantelfläche des Drehkörpers am Verbindungsarm an, der in Auslöserichtung den geringsten radialen Abstand zur Drehachsenmitte aufweist, so daß der Drehkörper mit einer minimalen Vorspannkraft auf den Verbindungsarm wirkt. Durch ein Verdrehen des Drehkörpers im Uhrzeigersinn wächst der radiale Abstand zwischen dem am Verbindungsarm anliegenden Bereich der Mantelfläche und dem Mittelpunkt der Drehachse derart an, daß die auf den Verbindungsarm wirkende Vorspannkraft kontinuierlich wächst und nach einer 180°-Drehung ein Maximum erreicht.

Die so erzeugte Verformung des Bimetallstreifens bewirkt, daß seine in Richtung auf die Kontaktbrücke im Bereich der Kontaktnase wirkende Vorspannung sinkt, seine Auslöseempfindlichkeit also erhöht wird. Diese Erhöhung der Auslöseempfindlichkeit bewirkt im Betrieb eine Verringerung der maximalen Aulösezeit.

Die Mantelfläche des Drehkörpers wird von zwei Drehkörperstirnseiten begrenzt. Aus jeder dieser beiden Drehkörperstirnseiten steht jeweils ein Führungsvorsprung derart hervor, daß die Mittellängsachse des Führungsvorsprungs der Drehachse des Drehkörpers kongruent ist. Diese vorzugsweise als Zylinder ausgeführten Führungsvorspünge lagern so den Drehkörper exzentrisch im Schaltergehäuse. Hierzu sind im Gehäuse Öffnungen eingeformt, in welchen es von den Führungsvorsprüngen durchsetzt wird. Durch in die Stirnseiten der Führungsvorsprüngs eingeformte, vorzugsweise sechskantförimige Ausnehmungen kann der Drehkörper im zusammenmontierten Schaltergehäuse von außen manipuliert werden. Der Drehkörper ist somit ein auf den Verbindungsarm wirkender Justierexzenter.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der zwischen dem Verbindungsarm und dem Justierexzenter wirkende Kraftvektor die Justierexzenter - Drehachse stets senkrecht schneidet. Die Wirkrichtung dieser Kraft auf die Drehachse ist folglich konstant.

Die zwischen dem Verbindungsarm und den Justierexzenter wirkende Vorspannkraft verformt nicht nur den Verbindungsarm, sondern sichert die jeweilige Stellung des Justierexzenters durch Selbsthemmung. Dieser besonders vorteilhafte Effekt verhindert ein ungewolltes Verdrehen des Exzenters durch Schüttel- oder Schlageinwirkungen.

Besonders vorteilhaft ist die Lage des Exzenters zwischen den Anschlußkontakton, jedoch außerhalb des Steckbereiches, in welchem die Anschlußkontakte als Messerfahnen ausgestaltet sind. Der zur Manipulation des Justierexzenters vorzugsweise verwendete Imbusschlüssel kommt mit stromführenden Teilen, insbesondere mit den Messerfahnen, nicht in Berührung. Eine Beschädigung der Messerfahnen beim Justieren ist dadurch von vornherein ausgeschlossen.

Zur genaueren Einstellung der Auslösekennlinie wird der Bereich der Mantelfläche mit dem geringsten radialen Abstand zur Drehachsenmitte abgeflacht ausgeführt. In seiner Einbaustellung liegt der Justierexzenter mit dieser Abflachung am Verbindungsarm an, wodurch in der Einbaustellung stets die geringste Vorspannung auf den Verbindungsarm wirkt, die Auslösezeit somit maximal ist. Ausgehend von dieser definierten Minimalstellung wird der Justierexzenter bis zu maximal 180° im Uhrzeigersinn in einer Justierendstellung verdreht. Am Gradmaß der Verdrehung kann somit in vorteilhafter Weise leicht die einjustierte Auslösezeit bzw. Auslösekennlinie abgelesen werden.

Zur weiteren Miniaturisierung des Überstromschalters wird der Justierexzenter vorzugsweise als schmalbauende, platzsparende Scheibe lusgeführt. Durch den oben beschriebenen, senkrechten Verlauf des Kraftvoktors durch die Drehachse können die resultierenden Kräfte auch bei extrem schmaler Ausführung noch aufgenommen werden, so daß auch die erwünschte Selbsthemmung stets erhalten bleibt.

Weiterhin vorteilhaft ist der durch den Justierexzenter ermöglichte kontinuierliche, in minimale Schritte aufgeteilte Justierbereich.

Besonders vorteilhaft ist weiterhin die Ausgestaltung des Bimetallstreifen als Mäanderbimetall bei einer zweiten Ausführungsform des Schalters. Bei einer derartigen Ausgestaltung liegen mehrere Bimetallbahnen strommäßig hintereinandergeschattet nebeneinander, wodurch ein relativ großer Widerstand erzielt wird. Dieser dient zur Erzielung der notwendigen Heizleistung des Bimetallstreifens bei geringen

Stromstärken. Zur Erreichung dasselben mechanischen Verhaltens wie bei einem einstückigen Bimetallstreifen werden die nebeneinander liegenden Bimetallbahrien durch eine sie umfassende Klammer bandagenartig zusammengehalten.

Ein weiterer großer Vorteil des erfingungsgemäßen Überstromschalters besteht in seiner schmalen, flachen Bauweise, welche durch die scheibenartige Auslegung des Justietexzenters und eine einebig verlaufende Kinematik realisiert wird.

Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht des Überstromschalters im

zusammengebauten Zustand,
Fig. 2 eine Innenansicht des Überstromschalters bei abgenommener

Oberschale in Einschaltstellung gemäß Fig. 1, Fig. 3 eine Innenansicht des Überstromschalters bei abgenommener

Oberschale in Ausschaltstellung gemäß Fig. 1, Fig. 4 eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform des Überstromschalters mit normalem Bimetallstreifen

gemäß Fig. 1,
Fig. 5 eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform des

Überstromschalters mit Mäanderbimetallstreifen gemäß Fig. 1 Fig. 6 eine Explosionsdarstellung des Details Mäanderbimetallstreifen gemäß Fig. 5.

Der Überstromschalter 1 ruht in einem aus einer Oberhalbschale 2 und einer Unterhalbschale 3 bestehenden Schaltergehäuse 4. Die untere Schmalseite des Schaltergehäuses 4 bildet die Anschlußseite 5. Die der Anschlußseite 5 abgewandte obere Schmalseite des Schaltergehäuses bildet die Schalterseite 6. Die Anschlußseite 5 und die Schalterseite 6 erstrecken sich parallel zur Horizontalrichtung 7. Senkrecht zur

Horizontalrichtung 7 verläuft die Vertikalrichtung 8. Die Vertikalrichtung 8 setzt sich aus der in Richtung auf die Schalterseite 6 verlaufenden Auslöserichtung 9 und der in Richtung auf die Anschlußseite 5 verlaufenden Einschaltrichtung 10 zusammen.

Aus der Schalterseite 6 steht etwa auf der sich in Vertikalrichtung 8 erstreckenden Mittellängsachse 11 des Überstromschalters i liegend ein Druckknopf 12 in Auslöserichtung 9 hervor. Die Anschlußseite 5 und die Schalterseite 6 werden in Vertikalrichtung 8 durch zwei Schmalseiten, die rechte Schmalseite 13 und die linke Schmalseite 13', miteinander verbunden. Aus einem durch die Schalterseite 6 und die an sie anstoßende rechte Schmalseite 13 gebildeten Kantenbereich 14 ragt e'n ( an einem Handauslöser 15 angeformter Knauf 16 hinaus.

Aus der Anschlußseite 5 ragen in Einschaltrichtung 10 zwei als Messerfahnen ausgestaltete, symmetrisch zur Mittellängsachse 11 in Horizontalrichtung 7 nebeneinanderliegende Anschlußkontakte, ein rechter Anschlußkontakt 17 und ein linker Anschlußkontakt 17'. hervor. An die einander abgewandten Außenseiten der Anschlußkontakte 17,17' ist jeweils ein Federhaken 18,18* zur Fixierung des Überstromschalters 1 in einem Stecksockel angeformt. Die Anschlußkontakte 17,17* werden von jeweils einem Fixierloch 19,19' in einer senkrecht zur Horizontalrichtung 7 und ebenfalls senkrecht zur Vertikalrichtung 8 verlaufenden Fixierrichtung 20 durchsetzt. An der Unterhalbschale 3 stehen in Fixierrichtung 20 im Bereich der ' Anschlußseite 5 zwei der Oberhalbschale 2 zugewandte Fixiernoppen

21.21' hervor. Im montierten Zustand durchsetzen die Fixiernoppen 21, 21' die Fixierlöcher 19,19' und rasten in zwei an der Anschlußseite 5 der Oberhalbschale 2 in Fixierrichtung 20 verlaufende Fixieröffnungen 22.22' zur Fixierung der Anschlußkontakte 17,17' im Schaltergehäuse 4 ein.

Die Oberhalbschale 2 und die Unterhalbschale 3 werden von jeweils einem an der Anschlußseite 5 in Fixierrichtung 20 verlaufenden, in Horizontalrichtung 7 etwa auf einer Linie mit den Fixieröffnungen 22, 22" bzw. Hxiernoppen 21. 21' liegenden Nietloch 23 durchsetzt. Der von rlor linken Schmalseite 13' und der Schalterseite 6 gebildete linke Kantenbereich 14' wird nbenfalls von einem in Fixierrichtung 20

verlaufenden Nietloch 23 durchsetzt. Der Zusammenhalt der Oberhalbschale 2 und der Unterhaibschaie 3 zum Schaltergehäuse 4 wird durch in sämtliche Nietlöcher 23 eingebrachte Nieten realisiert.

An den linken AnschiuBkontakt 17' ist in Auslöserichtung 9 ein in Enbaustellung nahe an der Innenseite der linken Schmalseite 13' yariauferufer KcniaRihaiier 24 angeformt. An einem. In Ausiösertehfcir-ä 9 hervorragenden Freiende des Korrtakthalters 24 ist ein in FtiGhtung airf das Qshiuseinners weisender Festkontakt 25 ausgebildet. Am Festkontakt 25 liegt ein in Richtung auf die linke Schmalseite 13' weisender Schwe '-kontakt 26 eines Verokalarmös 27 einer schwenkbaren Kontaktorücke 28 an. Die Kontaktbrücke 28 besteht ihrerseits as dem |

C in Vertikalrichtung 8 verlaufenden Vertikalarm 27 und einem mit *

diesem an dessen in Auslöserichtung 9 weisenden Ende rechtwinklig verbundenen Horizontalarm 29. Das dem Vertikalarm 27 abgewandte Freiende des Horizontalarmes 29 bildet das Kontaktstück 30.

Eine im Schaltergehäuse 4 zur Mittellangsachse 11 etwa deckungsgleich verlaufende Druckfeder 31 drückt mit ihrer in Auslöserichtung 9 wirkenden Federkraft gegen die der Anschlußseite 5 zugewandte Flachseite des Horizontalarmes 29. In Einschaltstellung nimmt der Horizontalarm 29 eine parallel zur Horizontalrichtung 7 verlaufende, waagrechte Position ein.

Das Kontaktstück 30 liegt mit seiner der Schalterseite 6 zugewandten Oberseite an einer Kontaktnase 32 derart an, daß er sich mit dieser im Eingriff befindet. Die Kontaktnase 32 ist an einen Bimetallstreifen 33 in Richtung auf die Druckfeder 31 hervorstehend angeformt. Der Bimetallstreifen 33 erstreckt sich zunächst in Vertikalrichtung 8 entlang der Innenseite der rechten Schmalseite 13 etwa von der Schalterseite 6 bis nahezu hin zur Anschlußseite 5. An diesen vertikalen Teil des Bimetallstreifens 33 schließt sich nach einer etwa rechtwinkligen Abbiegung ein in Horizontalrichtung 7 verlaufender horizontaler Teil des Bimetallstreifens 33 an. Dieser horizontale Teil des Bimetallstreifdns 33 ist zwischen zwei am Schaltergehäuse 4 angeformten Wulstvorspr l : igen mit geringem Spiel gelagert.

■:: :9

Das dem vertikalen Teil des Bimetallstreifens 33 gegenüberliegende Freiende des horizontalen Teils des Bimetallstreifens 33 weist eine senkrechte, etwa in Vertikalrichtung 8 verlaufende, rechtwinklige Aufbiegung auf, welche als eine Verbindungsfläche 36 zu einem in diesem Bereich ebenso aufgebogenen Verbindungsarm 37 bildet Der Verbindungsarm 37 verläuft von dieser in Vertikalrichtung 8 verlaufenden Verbindungsfläche 36 aus zunächst horizontal schräg in Richtung auf die Anschlußseite 5 und im weiteren Verlauf parallel zu dieser in Horizontalrichtung 7. An den Kontaktarm 37 ist in Einschaltödbtang 10 der rechte, als Messerfahne ausgebBdef*. AnschlüS-kontakt 17 angeformt.

in einem zwischen dsr. „■ :-scWußkc rtakten 17.1T und Φ&kgr;&eegr; in ' -^rizoRialtbhtung 7 verlaufenden T«H des Vefbindungsarmes 37 ist ein in Fixierrichtung 20 verlaufende Aussparung 38 : einen trommelförmiQo, i Drehkörper 39 in die Halbschalen 2, &ogr; des Schaltergehäuses eingeformt. Aus den Stirnseiten des Drehkörpers & steh: jeweils ein zylindrischer, in Fixierrichtung 20 auf die Oberhalbschale 2 bzw. die Unterhalbschale 3 weisender Führungsvorsprung 40 hervor. In die Oberhalbschale 2 uno in die Unterhalbschale 3 sind im Bereich der Aussparungen 38 in Fixierrichtung 20 weisende, in ihrer Hohlgeometrie der Volumengeometrie der Führungsvorsprünge 40 entsprechende Aufnahmenuten 41 eingearbeitet. Der Drehkörper 39 wird über seine Führunsvorsprünge 40 in den Aufnahmenuten 41 so frei drehbar gelagert.

Die Führungsvorsprünge 40 weisen in Horizontalrichtung 7 einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Mittelpunkt 42 auf. 'n ihrem Mittelpunkt 42 werden beide Führungsvorsprünge 40 von einer parallel zur Fixierrichtung 20 verlaufenden, gedachten Drehachse 43 durchschnitten, Der Drehkörper 39 weist in Horizontalrichtung 7 einen ebenfalls kreisförmigen Querschnitt auf, dessen Mittelpunkt jedoch in jedem Falle außerhalb des Mittelpunkts 42 der Führungsvorsprünge liegt und beide Mittelpunkte somit auf keinen Fall miteinander deckungsgleich sind. Der Drehkörper 39 dreht ebenso wie die Führungsvorsprünge 40 um die außerhalb des Drehkörpermittelpunktes verlaufende Drehachse 43, wodurch der Drehkörper eine exzentrische Drehbewegung ausführt.

MO

Zusammen mit einer sechskantförmigen Einformung 44 an der Stirnseite eines jeden der beiden Führungsvorsprünge 40 bilden die Führungsvorsprünge 40 und der Drehkörper 39 den Justierexzenter Durch die die Oberhalbschale 2 und die Unterhalbschale 3 vollständig in Fixierrichtung 20 durchsetzenden Aufnahemenuten 41 kann ein äschsfcantförmiger Imbusschlüssel zur *i;>nip-.-!ation des Justierexzeniars 45 in die sechskantförmigen E. nurmungen 44 eingesetzt werden.

Mit einem Bereich seiner Mantelfläche 46 liegt der Justierexzenter 45 am Verbindungsarm 37 an und ist mit diesem kinematisch verbuncen Der Bereich der Mantelfläche 46, der den geringsten radialen Abstand zum Mittelpunkt 42 aufweist, ist mit einer parallel zum Verbindungsarm 37 verlaufenden Abflachung 47 versehen. Liegt die Mantelfläche mit der Abflachung 47 am Verbindungsarm 37 an, so befindet sich der Justierexzenter 45 in einer Einbaustellung. In dieser Einbaustellung sind die zwischen dem Justierexzenter 45 und dem Verbindungsarm wirkenden Kräfte am geringsten. Durch eine Rechtsdrehung des Justierexzenters 45 im Uhrzeigersinn liegt der Verbindungsarm 37 auf einem der Bereiche ohne Abflachung 47 der Mantelfläche 46. Je größer der radiale Abstand zwischen dem am Verbindungsarm 37 anliegenden Bareich der Mantelfläche 36 und dem Mittelpunkt 42 ist, desto größer sind die zwischen dem Verbindungsarm 37 und dem Justierexzenter wirkenden Kräfte.

Die Justierung der Auslöseempfindlichkeit des Bimetallstreifens 33 erfolgt über die Verformung des Verbindungsarms 37 aufgrund der zwischen dem Verbindungsarm 37 und dem Justierexzenter 45 wirkenden Kräfte. Der Verbindungsarm 37 gibt hierbei seine Verformung über die Verbindungsfläche 36 an den Bimetallüteifen 33 derart wetter, daß der vertikale Teil des Bimetallstreifens 33 in Horizonts'/ichtung 7 in Richtung auf die rechte Schmalseite 13 bei steigender Kraft verformt wird.

Die zwischen dem Kontaktstück 30 und der Kontaktnase 32 wirksame Überlappung wird dadurch kleiner. Erwärmt sich der Bimetallstreifen 33 weitet, verformt er sich weiter in Horizontalrichtung 7 auf die rechte Schmalseite 13 hin, wodurch das Kontaktstück 30 und die Kontaktnas ;■ 32 außer Eingriff geraten (Fig. 3). Geraten das Kontaktstück 30 und die Kontaktnase 32 aufgrund eines auftretenden Überstromes derart außer Eingriff, drückt eine etwa um die Mittellängsachse 11 wendelförmig verlaufende Auslösefeder 48 die Kontaktbrücke 28 katapultartig In Auslöserichtung 9 in Richtung auf die Schalterseite 6. An der Schalter-38ita 6 ist im Gshäussinnsren ein Schrägansch'ag 49 angeformt, der eine Schrägstellung der Kontaktbrücke 28 im Ausschaltzustand.

Die Auslösefeder 48 ist zwischen einem Abstützelement 51 und einem Stützsockel 54 gelagert. Das Abstützelement 51 ist über einen in Einschaltrichtung 10 angeformten Zentrierstumpf 53 mit dem der Schalterseite 6 zugewandten Freiende der Auslösefeder 48 verbunden. Der Zentrierstumpf 53 zentriert die Auslösefeder 48 etwa um die Mittellängsachse 11. Das Abstützelement 51 liegt somit zwischen der Auslösefeder 48 und der in Auslöserichtung 9 neben ihr positionierten Druckfeder 31 ein und bildet mit dem Druckknopf 12, der Kontaktbrücke 28 und der vom Zentrierstumpf 53 zentrierten Druckfeder 31 ein einteiliges Bauteil aus. Dieses Bauteil ist in in die Halbschalen 2,3 des Schaltsraehäusss 4 sinG°^ir>^rrr»*^e" Bahnführunaen 63 in Vertikal-

5JW www &tgr; -w ^g ...... . -- -_w

richtung 8 verfahrbar gelagert.

In Auslöserichtung 9 steht aus dem Abstützelement 51 eine in Richtung auf die rechte Schmalseite 13 wirkende Abschirmung 62 hinaus. Die Abschirmung 62 schirmt die Druckfeder 31 vor dem zwischen dem Kontaktstück 30 und der Kontaktnase 32 bei der Auslösung entstehenden Lichtbogen ab. Der Stützsockel 54 ist in das Schaltergehäuse 4, vorzugsweise in die Unterhaibschaie 3, eingeformt und begrenzt die Auslösefeder 48 in Richtung auf die AnschluBseite 5. Der Stützsockel 54 weist einen in Horizontalrichtung 7 verlaufenden U-förmigen Querschnitt auf, dessen Freiseite in Richtung auf die Schalterseite 6 weist und aus welcher die Auslösefeder 48 in Auslöserichtung 9 hervorsteht.

In Richtung auf die Anschlußsaite 5 ist an die Unterseite des Stützsockels 54 der eine den Bimetallstreifen 33 lagernde Wulstvorsprung angeformt. In Fixierrichtung 20 wird der Stützsockel 54 von einem Nietloch 23 durchsetzt.

Oberhalb des Schwenkkontaktes 26 ist auf dem Vertikalarm 27 ein in Richtung auf das Gehäuseinnere hervorstehender Sicherheitsanschlag 50 ausgeführt. Der Abschirmung 62 abgewandt ist in Richtung auf die linke Schmalseite 13' dem Abstützelement 51 ein Mitnehmer 52 angeformt. Durch die Schrägstellung der Kontaktbrücke 28 am Schräganschlag 49 kommen der Mitnehmer 52 und der Sicherheitsanschlag in Vertikalrichtung 8 dann zum Eingriff, wenn der Druckknopf 12 in Einschaltrichtung 10 gedrückt wird. Auf diese Weise wird ein Zurückschwenken der Kontaktbrücke 28 auch bei manuell niedergehaltenem Druckknopf 12 verhindert, so daß die Schutzwirkung des Überstromschalters 1 auch bei manuell niedergehaltenem Druckknopf 12 vollständig gewährleistet ist.

Erst wenn sich der Bimetallstreifen 33 in seine Ausgangslage zurückgeformt hat (Fig. 2), kann der Überstromschalter wieder in Einschaltstellung gebracht werden. Hierzu wird der Druckknopf 12 in Einschaltrichtung 10 eingedrückt. Beim Loslassen des Druckknopfes 12 kommen die Kontaktnase 32 und der Kontaktbereich 30 wieder in Eingriff, wodurch die Kontaktbrücke 28 wieder geradegestellt wird, d.h. ihr Horizontalarm 29 parallel zur Querrichtung 7 verläuft, und der Mitnehmer 52 und der Sicherheitsanschlag 50 außer Eingriff geraten.

Zusätzlich zur beschriebenen Überstromauslösung gestattet der Überstromschalter 1 auch eine manuelle Auslösung. Der Handauslöser 15 weist hierzu einen in Einschaltstellung parallel zur Horizontalrichtung 7 verlaufenden Drehschenkel 55 und einen hierzu rechtwinklig in Vertikalrichtung 8 verlaufenden, als Schaltnocke 56 ausgebildeten Wirkschenkel auf. Durch ihre rechtwinklige Lage zueinander bilden die Schaltnocke 56 und der Drehschenkel 55 einen schaltwippenartigen Kippschalter.

Der Handauslöser 15 ist über zwei aus seinen Stirnseiten in Fixierrichtung 20 hervorstehende Lagerzapfen 57 in entsprechenden Ausnehmungen des Schaltergehäuses 4 in Horizontalrichtung 7 schwenkbar gelagert. In Einschaltstellung des Überstromschalters 1 liegt die Schaltnocke 56 nach Art eines Fingers am in Auslöserichtung 9 neben der Kontaktnase 32 liegenden Freiende des Bimetallstreifens 33 an.

Wird der Knauf 16 in Horizontalrichtung 7 in Richtung auf den Druckknopf 12 gedrückt, bewegt sich gleichzeitig die Schaltnocke 56 in Horizontalrichtung 7 in Richtung auf die rechte Schmalseite 13 und verfährt aufgrund seines fingerartigen Anliegens den vertikalen Teil des Bimetallstreifens 33 mitnehmerartig in Richtung auf die rechte Schmalseite 13. Die Kontaktnase 32 und das Kontaktstück 30 geraten so außer Eingriff, wodurch die Kontaktbrücke 28 von der Auslösefeder 48 in Auslöserichtung 9 in seine Ausschaltstellung gemäß Fig. 3 katapultiert wird.

Der Bimetallstreifen 33 kann in einer weiteren Ausführungsform des Überstromschalters 1 auch als Mäanderbimetallstreifen 33' ausgelegt sein (Fig. 5, Fig. 6). Bei dieser Sonderausführungsform laufen mehrere Bimetallbahnen 58 in Fixierrichtung 20 parallel nebeneinander. Leitungsmäßig sind diese nebeneinanderliegenden Bimetallbahnen 58 über Umkehrpunkte 59 miteinander verbunden. Schaltungsmäßig wird dadurch der Effekt eines überlangen Bimetallstreifens 33, 33' mit einem daraus resultierenden entsprechend großen Widerstand erzielt. Dieser große Widerstand sorgt für die Erreichung der notwendigen Heizleistung zur Bimetallerwärmung beim Auftreten kleiner und kleinster Ströme.

Zur Gewährleistung der für die Justierung über den Justierexzenter 45 notwendigen mechanischen Eigenschaften sind im Bereich der Umkehrpunkte 59 im Querschnitt U-förmige Metallklammern 60 bandajtenartig in Fixierrichtung 20 über den Bimetallstreifen 33' geschoben. Die Metallklammern 60 werden ihrerseits von ebenfalls im Querschnitt U-förmigen, auf sie aufgeschobenen Isolierklammern 61

gegenüber dem Verbindungsarrn 37 bzw. der Druckfeder J1 und der Auslösefeder 48 leitungsmäpig abgeschirmt. Die Metallklammern 60 umfassen den Bimetallstreifen 33' so fest, daß die Kraftwirkung auf rien Bimetallstreifen 33' die gleiche wie bei einem "kompakten" Bimetallstreifen 33 ist.

1 Clberstromschaiter

2 O^srhaibschate

3 Untertialbschaie

4 Schafief gehfäiiss

5 Anschlußseite 6Scha -rsette

7 Horizontalrichtung

8 Vertikalrichtung

9 Auslöserichtung

10 Bnschaltrichtung

11 Mittellängsachse

12 Druckknopf

13 Rechte Schmalseite 13* Linke Schmalseite

14 Rechter Kantenbereich 14' Linker Kantenbereich

15 Handauslöser

16 Knauf

17 Rechter Anschlußkontakt 1T Linker Anschlußkontakt

18 Rechter Federhaken 18' Linker Federhaken

19 Rechtes Fixierloch 19' Linkes Fixierloch

20 Fixierrichtung

21 Rechte Fixiernoppe 21' Unke Fixiernoppe

22 Rechte Fixieröffnung 22' Linke Fixieröffnung

23 Nietloch

24 Kontakthalter

25 Festkontakt

26 Schwenkkontakt

27 Vertikalarm

28 Kontaktbrücke

29 Horizontalarm

30 Kontaktstück

31 Druckfeder

32 Kontaktnase

33 Bimetallstreifen

33' MäanderbirnetaSlstreifen

34 Abbiegung

35 Viiüiaivürsprünge

36 Veroindungsfläche

37 Verbindungsarm

\ <ai Drehkörper

·*9 Führungsvorspri -ig

41 Aufnahmenut

42 Mittelpunkt

43 Drehachse

44 Einformung (sechskantförmig)

45 Justierexzenter

46 Mantelfläche

47 Abflachung

48 Ausloeefeder

49 Schräganschlag

50 Sicherheitsanschlag

51 Abstützelement

52 Mitnehmer

53 Zentrierstumpf

54 Stützsockel

55 Drehschenkel

56 Schaltnocke

57 Lagerzapfen

58 Bimetallbahn

59 Umkehrpunkt

60 Metallklammer

61 Isolierklammer

62 Abschirmung

63 Bahnführungen

Claims (1)

1. t 4 · ·

   "j &mdash;

   5/30(90184) 5. April 1990

   Ansprüche

   1. Druckknopfbetätigter Überstromschalter (1) mit thermischer Auslösung durch einen mit einer etwa rechtwinkligen Abbiegung (34) versehenen Bimetallstreifen (33) und

   ' mit einer vorzugsweise winkelförmigen Kontaktbrücke (28), die frgi

   schwenkbar innerhalb eines Schaltergehäuses (4) gelagert ist und /on '' ) einer Auslösefeder (48) ir> Auslöserichtung (9) gegen eine seitlich in

   k Richtung auf die Auslösefeder (48) vorstehende Kontaktnase (32) des

   f. Bimetallstreifens (33) gedrückt ist und

   mit aus einer Anschlußseite 5 zwei vorzugsweise als Messerfahnen ausgeführten, hinausstehenden Anschiußkontakten (17,17') und mit einem an den Bimetallstreifen (33) bewegungsmäßig gekoppelten, verstellbaren Verbindungsarm (37),

   gekennzeichnet durch

   einen trommeiförmigen Drehkörper (39) zur Justierung des Auslöseverhaltens,

   a) der mit seiner zylindrischen Mantelfläche (46) an dem

   ^ Verbindungsarm (37) anliegt und bewegungsmäßig mit diesem

   verbunden ist,

   b) dessen Mantelfläche (46) von mindestens zwei Anschlußkontakten (17,17*) berührungslos flankiert wird,

   c) der vollständig im Schaltergehäuse (4) einliegt,

   d) dessen Mantelfläche (46) von zwei Drehkörperstirnseiten mit angeformten Führungsvorsprüngen (40) begrenzt wird, über die der Drehkörper (39) exzentrisch im Schaltergehäuse (4) gelagert ist,

   e) dessen Führungsvorsprünge (40) das Schaltergehäuse (4) teilweise durchsetzen,

   f) der im Montageendzustand bei geschlossenem Schältergehäuse (4) von außen beweglich ist.

   *~ 2 &mdash;

   Uberstromschalter (1) nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet,

   daB die Mantelfläche (46) des Drehkörpers (39) eine Abflachung (47) aufweist.

   3. Uberstromschalter (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Abflachung (47) in Eibausteilung parallel zum Verbindungssrrn (37) verläuft und an diesem snüsgt.

   4. Uberstromschalter (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.

   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Abflachung (47) nach einer Drehbewegung des Drehkörpers (39) aus der parallen Stellung zum Verbindungsarm (37) weg in eine andere, zum Verbindungsarm (37) nichtparalleis Justierendstellung gelangt.

   Uberstromschalter (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet,

   dsß in die Stirnseiten der Führun^riRyQr-sⁿrüngfi (40) des Drehkörpers (39) Ausnehmungen (=Einformung 44) zum Eingriff eines Werkzeugs eingeformt sind.

   6. Uberstromschalter (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Ausnehmungen (=Einformung 44) im Querschnitt ein© Innensechskantform aufweisen.

   -3-

   7. Uberstromschalter (1) nach ninenn oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Führungsvorsprünge (40) im Querschnitt kreisförmig sind und nach Art von Zylindern aus den Drehkörperstirnseiten in Richtung auf jeweils eine von ihnen durchsetzte Gehäuseschale (2,3) des Schältergehäuses (4) hinausragen.

   Q. Uberstromschalter (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden

   Änenri'irha

   dadurch gekennzeichnet,

   daß der Durchmesser des Querschnitts der Führungsvorsprünge (40) echt kleiner ist als der Drehkörperdurchmesser des ebenfalls im Querschnitt kreisförmigen Drehkörpers (39).

   9. Uberstromschalter (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß der Mittelpunkt (42) des Querschnitts dar Führungsvor-Sprünge (40) auf den Drehkörperstirnseiten nicht auf den Mittelpunkt des Drehkörper-Querschnitts fällt.

   10= ÜbfirstrornschaJter (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Führungsvorsprünge (40) im Mittelpunkt (42) ihres Quer-Schnitts von einer Drehachse (43) senkrecht durchsetzt werden.

   11. Uberstromschalter (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß der kreisförmige Umfang des Drehkörpers (39) exzentrisch zur Drehachse (43) verläuft.

   12. Uberstromschalter (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (39) als Scheibe ausgeführt ist.

   -4-

   '&Dgr;. Überstromsohalter (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper ein schmal bauender Justierexzenter (45) ist.

   14. Überstromschalter (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

   gekennzeichnet durch,

   eine aijc einem nroherhonkal (55) und &bgr;&iacgr;&pgr;&bgr;&Ggr;&Pgr; etwa rechtwinklig zu diesem stehenden Wirkschenkel gebildete Schaltwippe, deren Drehschenkel (55) mit dem Schaltergehäuse (4) frei schwenkbar verbunden ist und den Wirkschenkel nach Art eines Hebels in Richtung auf den Bimetallstreifen (33) beaufschlagt.

   15. Überstromschalter (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch ,qekennzeichnet,

   daß der Wirkschenkel parallel zu einem nicht mit dem Verbindungsarm verbundenen Freiende des Bimetallstreifens (33) verläuft und nach Art eines Fingers an diesem anliegt.

   16. Übt.Stromschalter h) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet,

   \ daß der Drehschenkel (55) über in Richtung auf das Schalter

   gehäuse (4) vorstehende Lagerzapfen (57) mit dem Schattergehäuse (4) frei schwenkbar verbunden ist.

   17. Überstromschalter (1) nach einem oder mehreren der \ vorhergehenden Ansprüche,

   : dadurch gekennzeichnet,

   ^! daß aus dem der dem Wirkschenkel abgewandten Freiseite des Dreh

   schenkels der Schaltwippe etwa rechtwinklig ein Knauf (16) hervorsteht.

   -&agr;-8. Überstromschalter (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß der Knauf (16) im Montageendzustand der Schaltwippe das Schältergehäuse (4) nach Art eines Kippschalters zu deren Lageänderung durchsetzt.

   19. Überstromschalter (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

   Jadurch gekennzeichnet.

   daß ein nicht mit dem Wirkschenkel verbundenes Drehschenkelfreiende im Ausschaltzustand nach Art eines Anschlages auf einer Gehäuseschmalseite (13) ruht.

   20. Überstromschalter (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß die dem Bimetallstreifen (33) abgewandte Freiseite des Wirkschenkels konvex in Richtung auf den Druckknopf (12) ausgebildet ist.

   21. Überstromschalter (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.

   dadurch gekennzeichnet,

   daß die konvexe Freiseite des Wirkschenkels in jeder Stellung der Schaltwippe nach Art einer Flächenführung an einer Gehäuselippe anliegt.

   22. Überstromschalter (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß der Wirkschenkel der Schaltwippe eine auf den Bimetallstreifen wirkende Schaltnocke (56) ist.

   23. Überstromschalter (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Schaltwippe und der Knauf (16) einen einstückigen, isolierten, vorzugsweise aus Kunststoff gespritzten Handauslöser (15) bilden.

   24. Überstromschalter (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß der Bimetallstreifen (33) aus mehreren nebeneinanderliegenden, elektrisch hintereinandergeschalteten Bimetallbahnen (58) besteht.

   25. Überstromschalter (1) nach Anspruch 19,

   dadurch gekennzeichnet.

   daß die nebeneinanderliegenden Bimetallbahnen (58) durch eine sie uiTifassende Klammer (60) zu einem einstückigen Bimetallbahnteil zusammengefasst sind.

   26. Überstromschalter (1) nach Anspruch 19,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstreifen (33) als Mäanderbimetall (33*) ausgeführt ist.

   27. Überstromschalter (1) nach nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß das Schaltergehäuse (4) aus zwei, vorzugsweise aus Kunststoff gespritzten Halbschalen (2,3) mit eingeformten Bahnführungen (63) gebildet ist.

   28. Überstromschalter (1) nach nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet, daß seine gesamte Kinematik in einer Ebene liegend aufgebaut ist.