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Elektrische Übertemperatursicherung
Die Erfindung betrifft eine elektrische übertemperatursicherung, bei der ein einen definierten Schmelzpunkt aufweisender Schmelzkörper die Sicherung auslöst, die mindestens einen festen und einen beweglichen elektrischen Kontaktteil aufweist.
Es ist bereits eine Übertemperatursicherung bekannt, die zur Anzeige von Temperaturerhöhungen einen federbelasteten, beweglichen Kontaktteil und einen festen Kontaktteil aufweist, wobei zwischen diesen Kontaktteilen ein aus einer elektrisch isolierenden, bei erhöhter Temperatur schmelzenden Masse bestehenden, auswechselbaren Isolierstoff (Schmelzkörper) vorgesehen ist. Diese Anordnung weist den Nachteil auf, dass der Schmelzkörper unmittelbar im Stromkreis liegt.
Weiters ist eine Auslöseeinrichtung bei elektrischen Temperaturmeldern bekannt, bei der ein Hohlkörper aus nichtleitendem Werkstoff mit einem Stoff gefüllt ist, der zufolge seines grösseren Ausdehnungskoeffizienten als der Hohlkörperwerkstoff oder zufolge Verdampfung bei einer bestimmten Temperatur den Hohlkörper sprengt, der mit einer Kontakteinrichtung innen ausgestattet ist, die in die elektrische Leitung eingesetzt ist und quer zur Überbrückungsrichtung unter Federdruck steht, so dass nach dem Sprengen des Hohlkörpers ein elektrischer Strom unterbrochen oder geschlossen wird. Diese übertemperatursicherung ist verhältnismässig aufwendig im Aufbau.
Eine wesentlich einfachere elektrische übertemperatursicherung wird gemäss der Erfindung geschaffen, die zwei in einem Isolierkörper vorgesehene elektrische Anschlusslamellen und eine diese elektrisch überbrückende Blattfeder aufweist, die mit einem Teil gegen einen im Isolierkörper geführten Stössel liegt, der in einem axial gerichteten Hohlraum eine gegen die Blattfeder über den Stössel bei einer Temperaturüberschreitung wirksam werdende, aber von einem Schmelzkörper oder Schmelzlot vorgespannt gehaltene Druckfeder aufweist, wobei der Stössel mit der Schmelzkörperseite durch die Blattfeder gegen eine auf Temperaturüberschreitung zu prüfende bzw. zu überwachende Fläche liegt.
Durch die Erfindung ist eine den Vorschriften entsprechende übertemperatursicherung hergestellt, die sehr klein ausgebildet werden kann, so dass sie auch in kleine Geräte einbaubar ist.
Die Blattfeder weist an ihren Enden Krümmungen auf, mit welchen sie in Vertiefungen der Anschlusslamellen gesichert ist, so dass die Blattfeder als Kontaktbrücke mit den Anschlusslamellen einen innigen Kontakt herstellt. Die Blattfeder weist in ihrer Mitte einen gegen den Stössel anliegende U-förmige Auskröpfung auf.
Die Blattfeder erhält so eine spezielle Wellenform, die im Zusammenwirken mit den in den beiden Anschlusslamellen befindlichen Vertiefungen Wirkungen ergibt, welche für die Funktion der Temperatursicherung wesentlich sind, u. zw. aus folgenden Gründen : Erstens hat die als Blattfeder ausgebildete elektrische Brücke zwischen den beiden Anschlusslamellen den erforderlichen Kontaktdruck für die beiden Kontaktstellen und zugleich den Anpressdruck des als Temperaturpatrone wirkenden Stössels gegen die abzufühlende Fläche zu erbringen. Zweitens ist bei langsamem Temperaturanstieg in der Nähe der Ansprechtemperatur eine schleichende Abscherung des Schmelzkörpers zu erwarten, wobei der Stössel der Temperaturpatrone einen Weg von ungefähr 1 mm in Richtung gegen die Blattfeder ausführt.
Dieser Vorhub darf nicht zum Ansprechen der Sicherung führen, da in diesem Stadium die notwendigen Ausschalt-Luftstrecken noch nicht gegeben sind. Der Vorhub muss deshalb
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von der Blattfeder durch elastische Verformung aufgenommen werden. Drittens sollen ie vorgenannten Vorspannungen der Blattfeder, welche sich durch die schleichende Bewegung des Stössels in der Ausstossrichtung ergeben, einerseits die Kraftkomponente für die Einrastung erhöhen und anderseits durch verstärkten Kontaktdruck etwaige, durch Bewegung der Federendkrümmungen hervorgerufene Erhöhungen des Kontakt-übergangswiderstandes ausschalten.
Und viertens, wenn nach Abscherung des
Schmelzkörpers die Freigabe des Stössels erfolgt, soll sich während des Ausstossvorganges die Blattfeder so verformen, dass die Kraftkomponente der Einrastung rasch abnimmt, wodurch mit Sicherheit die elektrische Brücke ausgestossen wird.
Um ein rasches Lösen der Blattfeder von den Anschlusslamellen zu bewirken, sind die Anschlusslamellen oberhalb ihrer Vertiefung nach aussen abgebogen und mit dem die Vertiefung aufweisenden Teil in gegenüberliegenden schlitzförmigen Ausnehmungen des Isolierkörpers befestigt, wobei zwischen den Anschlusslamellen des Isolierkörpers eine mittlere gestufte Ausnehmung des Isolierkörpers zur Führung des Stössels vorgesehen ist. Der im wesentlichen zylindrische Stössel weist an der blattfederseitig abgewendeten Stirnseite eine koaxiale Bohrung auf, in der eine schraubenförmige Druckfeder unter Vorspannung von einem Schmelzkörper oder Schmelzlot gehalten ist, das von Klammern oder einer umgebördelten Hülse am Stössel gesichert ist.
Damit die Blattfeder durch den Stössel nicht beliebig weggeschleudert wird, ist an der Isolierkörperoberseite quer zur Längsrichtung der Blattfeder eine Nut zum Befestigen eines Fangstiftes oberhalb der Blattfeder für ihre Halterung ausserhalb ihres Eingriffes mit den Anschlusslamellen angeordnet. Diese Ausführung wird vorzugsweise in Anwendung kommen, wenn Temperaturen über 1500C zu überwachen sind, in welchem Falle Isolierkörper und Stössel aus einem hochhitzebeständigen Isolierstoff, wie z. B. Steatit bestehen.
Zur überwachung einer Temperatur unter 1500C kann der Stössel aus Kunststoff bestehen, der gegenüberliegend an der blattfederseitigen Stirnseite in axialer Richtung vorstehende Zungen mit gegensinnig gerichteten Schnapphaken für die Halterung der Blattfeder aufweist, um eine Verbindung von Blattfeder und Stössel herzustellen.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen übertemperatursicherung vergrössert in Fig. 1 in einem vertikalen Mittelschnitt, in Fig. 2 in Draufsicht und in Fig. 3 in einem Vertikalschnitt von der Seite dargestellt. Die Fig. 4 zeigt die Ausbildung eines Stössels aus Kunststoff.
Mit-l-ist der Isolierkörper bezeichnet, der vorzugsweise aus Steatit besteht und als Gehäuse dient, in dem die Anschlusslamellen-2, 3-- für die elektrischen Leitungen in schlitzförmigen Ausnehmungen --4,5-- befestigt sind, wobei die Anschlusslamellen einerseits durch Verbreiterungen - und anderseits durch eine Aufspreizung des im Gehäuse --1-- befindlichen geschlitzten Endes --7-- gesichert sind. In einer oberen länglichen Ausnehmung --8-- des Gehäuses ist eine die Anschlusslamellen-2, 3- überbrückende Blattfeder-9-angeordnet, die an en Enden Krümmungen --9a-- aufweist, mit welchen sie in gerundete Vertiefungen --2a bzw. 3a-der Anschlusslamellen --2 bzw.3-- gesichert ist.
Die Anschlusslamellen sind oberhalb der Vertiefungen
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-2a, 3a--gestuften ausnehmung --11-- des Isolierkörpers --1-- vorgesehen ist.
Der im wesentlichen zylindrische Stössel-10-weist eine koaxiale Bohrung --10a-- auf, in der eine schraubenförmige Druckfeder --12-- vorgesehen ist, die von einem Plättchen aus
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Stössel--10--gesichert,--l-- gesichert, der einen Ansatz--18--aufweist, mit dem die übertemperatursicherung auf dem vor einer übertemperatur zu schützenden Gerät oder Vorrichtung mit einer Schraube befestigt wird, wobei der Stössel --10-- mit der Lotpille-15-gegen die heisse Fläche des Gerätes durch die Blattfeder --9-- gehalten ist.
Die Blattfeder --9-- übt somit zwei Funktionen aus, u. zw. einerseits stellt sie als Brücke die elektrische Verbindung zwischen den Anschlusslamellen--2 und 3--her und anderseits hält sie ein temperaturempfindliches, bei Temperaturüberschreitung wirksam werdendes und die Brücke von den Anschlussklemmen lösendes Glied gegen den auf übertemperatur zu überwachenden Gegenstand.
An der Isolierkörperoberseite ist eine zur Längsrichtung der Blattfeder--9--quer angeordnete Nut --19-- vorgesehen, in der ein Fangstift --20-- befestigt, vorzugsweise eingekittet ist. Die
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Wirkungsweise der Übertemperatursicherung ist folgende :
Erreicht die Fläche --23-- eines elektrischen Gerätes, gegen die die Obertemperatursicherung anliegt, eine den Sollwert übersteigende Temperatur, dann schmilzt die Lotpille --15--, die vorgespannte Feder --12-- kommt gegen die Fläche-23-zum Anliegen und drückt den Stössel - -10-- in Richtung zur Blattfeder --9-- bis er mit seinem Ringansatz-10b-gegen die Stufe der Ausnehmung --11-- anschlägt.
Dabei löst der Stössel die Blattfeder aus den Vertiefungen - -2a, 3a-- der Anschlusslamellen und unterbricht den elektrischen Strom zwischen den Anschlusslamellen-2, 3--. Die Blattfeder --9-- wird dabei zwischen dem Fangstift --20-- und dem Stössel-10-ausserhalb des Eingriffes mit den Anschlusslamellen-2, 3- gehalten.
Ist eine Temperatur unter 1500C zu überwachen, dann kann der Stössel--10--, der sonst gleichfalls wie der Isolierkörper aus einem hochhitzebeständigen Isolierstoff, wie z. B. Steatit, besteht,
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zum Erfassen der Blattfeder--9--dienen, so dass der Fangstift--20--entfallen kann, weil die Blattfeder --9-- vom ausgestossenen Stössel--10'--gefangen ist. In diesem Falle kann auch der Klebestreifen--17--entfallen, weil Blattfeder und Stössel durch die Haken und Zungen verbunden sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrische Obertemperatursicherung, bei der ein einen definierten Schmelzpunkt aufweisender Schmelzkörper die Sicherung auslöst, die mindestens einen festen und einen beweglichen elektrischen Kontaktteil aufweist, gekennzeichnet durch zwei in einem Isolierkörper (1) vorgesehene elektrische Anschlusslamellen (2, 3) und eine diese elektrisch überbrückende Blattfeder (9), die mit einem Teil (9b) gegen einen im Isolierkörper (1) geführten Stössel (10) liegt, der in einem axial gerichtetem Hohlraum (10a) eine gegen die Blattfeder (9) über den Stössel (10) bei einer Temperaturüberschreitung wirksam werdende, aber von einem Schmelzkörper (15) oder Schmelzlot vorgespannt gehaltene Druckfeder (12) aufweist, wobei der Stössel (10) mit der Schmelzkörperseite durch die Blattfeder (9)
gegen eine auf Temperaturüberschreitung zu prüfende bzw. zu überwachende Fläche (23) liegt.