CH635955A5

CH635955A5 - Bimetallgesteuerter schalter.

Info

Publication number: CH635955A5
Application number: CH18878A
Authority: CH
Inventors: Konrad Heydner
Original assignee: Ellenberger & Poensgen
Priority date: 1977-01-25
Filing date: 1978-01-09
Publication date: 1983-04-29
Also published as: DE2702851C3; DE7701980U1; DE2702851A1; US4159155A; JPS5640928B2; DE2702851B2; JPS53104871A

Description

Die Erfindung betrifft einen bimetallgesteuerten Schalter die Schenkel des V-förmigen Bimetallplättchens senkrecht zur für thermische Überstromausschaltung, dessen in einem Rah- 50 Plättchenebene U-förmig umgebogen und tragen zu ihren men angeordnetes Bimetallglied als V-förmiges, durch unmit- Enden die Kontaktstücke, die sich auf den ebenfalls erwähnten, telbaren Stromdurchgang beheiztes Plättchen ausgebildet ist, elektrisch nach aussen geführten Gegenkontakten abstützen, dessen Basisteil mit einem Kipplager, dessen Kippachse mit der Um eine Hubbegrenzung der Schenkel zu bewirken und einen Rahmenebene einen Winkel bildet, in Verbindung steht und Stützpunkt für die Rückstellbewegung zu schaffen, ist es von dessen Schenkel senkrecht zur Plätchenebene in gleicher Rieh- 55 Vorteil, wenn die Schenkel über die mit den Kontaktstücken tung U-förmig umgebogen sind und welches Plättchen so lami- versehenen Endteile hinaus Verlängerungen aufweisen, die in . niert ist, dass sich die U-Schenkel bei Erwärmung einander Anschlaglager eingreifen. Das gleiche kann aber auch dadurch nähern. bewirkt werden, dass das das Kippteil federnd lagernde Lager-

Derartige Schalter sind bekannt und dienen als Überstrom- blättchen beispielsweise zwei Arme trägt, die als Begrenzung schutzschalter, beispielsweise bei Motorschaltungen und der- eo für die Kontaktstücke bis über die Endteile der U-förmig umge-gleichen, wobei sie die Aufgabe haben, den Stromkreis zu bogenen Schenkel geführt sind. Beide Konstruktionsmassnah-

unterbrechen, sobald der Effektivstrom den Nennstrom um men sind etwa gleichwertig und können nach Belieben einge-einen bestimmten Wert für eine bestimmte Zeit überschreitet. setzt werden.

Die Ausschaltbewegung wird dabei durch Verformung eines Bei der Herstellung des Bimetallplättchens hat es sich als oder mehrerer Bimetallstreifen erreicht, die durch Erwärmung 6ß vorteilhaft erwiesen, wenn die Lagerzunge einstückig aus dem dieser Streifen zustande kommt. Die Erwärmung wird dabei in Bimetallplättchen heraus vorsteht. In diesem Fall kann das der Regel durch eine Hilfswicklung erzeugt, durch die der Plättchen einfach durch Stanzen hergestellt werden. Es ist aller-

Arbeitsstrom fliesst. Derartige thermische Überstromschalter dings auch möglich, die Lagerzunge nachträglich anzulöten

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oder anzuschweissen, wobei sie dann aus einem thermisch indifferenten Werkstoff hergestellt werden kann.

Der vorgeschlagene Aufbau gibt ferner die Möglichkeit, das Kippteil, welches zwischen dem Basistück des Bimetallplättchens und dem Kipplager angeordnet ist, zwischen zwei Vorsprüngen des Rahmens anzuordnen und damit zu zentrieren. Hierdurch wird auf einfachste Weise sichergestellt, dass das Kippteil ohne Widerstand beweglich ist, also von einer Kippstellung in die andere umkippen und andererseits doch nicht seitlich ausweichen kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten, ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt, und Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf den erfindungsge-mässen Schalter.

Sämtliche Teile des Schalters sind in einem flachen, aus Isolierstoff bestehenden Rahmen 1 eingesetzt. Als Herzstück des Schalters befindet sich in diesem Rahmen ein Bimetallplättchen 2. Das Plättchen weist einen Basisteil 3 auf, aus dem zwei von oben gesehen V-förmig angeordnete Schenkel 4 und 4' herausgearbeitet sind. Zwischen diesen Schenkeln befindet sich eine Lagerzunge 5, deren weitere Funktion und Anordnung weiter unten beschrieben wird.

Die beiden Schenkel 4 und 4' sind in gleicher Richtung senkrecht zur Plättchenebene U-förmig umgebogen. Die Schenkel bilden also ausser den mit 4 und 4' bezeichneten V-förmig zueinander verlaufenden Teilen noch die Schenkelbögen 6 und 6' und den sich daran anschliessenden frei endenden Teilen 7 und 7', welche Kontaktstücke 8 und 8' tragen. Diese Kontaktstücke stützen sich im Normalfall, d.h. also bei nicht geöffnetem Schalter, auf Gegenkontaktstücke 9 bzw. 9' (letzteres nicht dargestellt) ab, die mit nach aussen geführten Anschlussfahnen 10 und 11 ' verbunden sind.

Fig. 1 lässt erkennen, dass das Bimetallplättchen 2 mit seinem Basisteil 3 leicht schräg in den Rahmen 1 eingesetzt ist, so dass dieses Basisteil 3 einen kleinen spitzen Winkel mit der Ebene des Rahmens bildet. Die Lagerzunge 5 ist hierzu an ihrem freien Ende 11 verjüngt und mittig in einem federnden ersten Lagerblättchen 12 abgestützt. Das Lagerblättchen 12 ist an seinen Enden 13 und 13' U-förmig eingeschnitten und mit Hilfe dieser Einschnitte in den Rahmen 1 eingeschoben. Rahmenverjüngungen 14 und 14' stellen sicher, dass hinter dem Lager ein freier Spalt 15 verbleibt, so dass das Lager 12 sich in Richtung auf diesen Spalt federnd verformen kann, wie dies durch die gestrichelte Linie 16 angedeutet ist.

Das Basisteil 3 des Bimetallplättchens ist andererseits in einem Kipplager 17 gelagert, welches aus dem Kippteil 18 und einem ebenfalls federnden zweiten Lagerblättchen 19 besteht.

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Auch das Lagerblättchen 19 weist an seinen Enden 20 und 20' U-förmige Einschnitte auf, die ebenso wie die Enden 13 und 13' des Lagers 12 in den Rahmen eingeschoben sind. Auch an dieser Seite des Rahmens sind Rahmenverjüngungen 21 und 21 ' vorhanden, gegen die sich das Lagerblättchen anlegen kann und die sicherstellen, dass hinter dem Blättchen ein Spalt 22 verbleibt, in den das Blättchen federnd ausweichen kann. Das Lagerblättchen 19 ist über eine Zunge 23 mit dem Kippteil 18 verbunden und stützt dieses ab.

Das Kippteil 18, welches aus Isolierstoff, etwa einem Duroplast, hergestellt ist, weist im Querschnitt die aus Fig. 1 ersichtliche Doppel-V-Form auf. Das Teil ist lose und somit kippbar zwischen dem Basisteil 3 und der Zunge 23 angeordnet, und es liegt bei geschlossenem Schälter derart schräg, wie dies Fig. 1 erkennen lässt. Damit das Kippteil 18 nicht nach der Seite ausweichen kann, sind in den Rahmen 1 Zentriervorsprünge 24 und 24' eingearbeitet.

Insbesondere Fig. 1 lässt erkennen, dass die Kontaktstücke 8 bzw. 8' im Normalfall, d.h. also bei kaltem Bimetallstreifen, auf den Gegenkontaktstücken 9 bzw. 9' (letzteres nicht dargestellt) aufliegen. In diesem Zustand kann also ein Strom flies-sen, da der Stromkreis beisielsweise von der in Fig. 2 oben dargestellten Anschlussfahne 10 über das Gegenkontaktstück 9, das Kontaktstück 8, das freie Ende 7, den Schenkel 4, das Basisteil 3 in den anderen Schenkel 4', von dort über das andere, in Fig. 2 untçn dargestellte freie Ende T sowie über die Kontaktstücke 8' ünd9' der Anschlussfahne 10' geschlossen ist.

Überschreitet der durch das Bimetallstück fleissende Strom den Nennstrom, so erwärmt sich dieses und verformt sich dabei derart, dass sich die U-Schenkel 4 und 4' sowie 7 und 7' aufeinander zu bewegen. Diese Bewegung ist nur möglich, indem das Basisstück nach unten bewegt wird, und zwar gegen die Federkraft des Lagers 12. Bei dieser Bewegung wird der Totpunkt alsbald überschritten und das Kippteil 18 kippt in die in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Lage. Diese Lageveränderung ist nun grösser als die thermische Verformung des Bimetallteils, so dass auch die freien Schenkel 7 und 7' in die in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Lage gebracht werden. Dabei trennen sich die Kontaktstücke 8 und 9 bzw. 8' und 9' voneinaner, so dass der Stromkreis unterbrochen wird. Der nun fehlende Strom führt alsbald zur Abkühlung des Bimetallstückes, welches dadurch seine ursprüngliche Form wieder einnimmt. Die Schenkel spreizen sich also wieder auseinander. Dabei stützt sich der untere freie Schenkel 7 bzw. 7' beispielsweise mittels seiner Verlängerung 25 gegen das Anschlaglager 26, was zur Folge hat, dass das Kippteil 18 aus der gestrichelten Lage in die ausgezogene Lage (Fig. 1) zurückkippt. Dies bedeutet, dass sich die Kontaktstücke 8 und 9 sowie 8' und 9' wieder berühren und der Stromkreis wieder eingeschaltet wird.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

635 955 2 PATENTANSPRÜCHE sind beispielsweise in der deutschen Patentschrift 1 105 505 und

1. Bimetallgesteuerter Schalter für thermische Überstrom- in der deutschen Auslegeschrift 1 200 414 beschrieben. Ausschaltung, dessen in einem Rahmen angeordnetes Bimetall- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau sol-glied als V-förmiges, durch unmittelbaren Stromdurchgang eher bimetallgesteuerter Schalter möglichst zu vereinfachen beheiztes Plättchen ausgebildet ist, dessen Basisteil mit einem 5 unj die Anzahl der Einzelteile, die den Schalter bilden, zu redu-Kipplager, dessen Kippachse mit der Rahmenebene einen Win- zieren.

kel bildet, in Verbindung steht und dessen Schenkel senkrecht Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Schalter der eingangs zur Plättchenebene in gleicher Richtung U-förmig umgebogen erwähnten Art dadurch, dass das Bimetallplättchen zwischen sind und welches Plättchen so laminiert ist, dass sich die dem Kippteil des Kipplagers einerseits und einer Lagerzunge

U-Schenkel bei Erwärmung einander nähern, dadurch gekenn- io andererseits, die zwischen den Schenkeln an das Plättchen zeichnet, dass das Bimetallplättchen (2) zwischen dem Kippteil angeformt ist, federnd gelagert ist, dass die beiden U-förmig ( 18) des Kipplagers (17) einerseits und einer Lagerzunge (5) umgebogenen Schenkel an ihren freien Endteilen Kontakt-andererseits, die zwischen den Schenkeln (4,4' ) an das Plätt- stücke tragen, die sich auf Gegenkontaktstücke abstützen,

chen angeformt ist, federnd gelagert ist, dass die beiden U-för- welche mit nach aussen geführten Anschlussfahnen verbunden mig umgebogenen Schenkel (4,4') in ihren freien Endteilen (7, 15 sind, wobei die Länge der U-Schenkel so bemessen ist, dass das 7') Kontaktstücke (8,8') tragen, die sich auf Gegenkontakt- Kippteil bei Überschreiten des Nennstroms über den Totpunkt stücke (9,9') abstützen, welche mit nach aussen geführten bewegbar und dabei unter Abheben der Kontaktstücke von den

Anschlussfahnen (10,10') verbunden sind, wobei die Länge der Gegenkontaktstücken in die andere Lage kippbar ist. U-Schenkel so bemessen ist, dass das Kippteil (18) bei Über- Ein derart aufgebauter Schalter umfasst demnach lediglich schreiten des Nennstromes über den Totpunkt bewegbar und 20 einen Rahmen, der in bekannter Weise aus Isolierstoff, etwa dabei unter Abheben der Kontaktstücke (8,8') von den Gegen- aus einem Duroplast oder auch aus Keramik, hergestellt sein kontaktstücken (9,9') in die andere Lage kippbar ist. kann, in den mit Vorteil zwei federnde Lagerblättchen für das

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Kipplager und das beschriebene Bimetallplättchen eingesetzt die Lagerzunge (5) mittig an einem federnden ersten Lager- sind und die schon erwähnten Kontaktstücke mit den nach aus-blättchen (12) abgestützt ist, das mittels zweier U-förmigen 25 sen geführten Anschlussfahnen trägt. Der Aufbau ist dadurch Ausschnitte an seinen beiden Enden (13,13') im Rahmen (1) gegenüber vorbekannten Schaltern extrem vereinfacht, so dass festgelegt ist. - es möglich ist, solche Schalter mit sehr kleinen Abmessungen

3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von etwa 20 x 25 mm herzustellen. Die V-Form des als Kontakt-die U-förmig umgebogenen Schenkel (4,4' ) über die mit den brücke wirkenden Bimetallplättchens ergibt bei dessen Lage-Kontaktstücken (8,8') versehenen Endteile (7,7') hinaus Ver- 30 rung mittels seines Basisteils am Kippteil und mit den Kontaklängerungen (25,25' ) aufweisen, die in Anschlaglager (26) ein- ten an den Enden der Schenkel für die Kontakte zum Standgreifen. punkt des Kippteils eine Dreipunkt-Verspannung, die einen

4. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ^ Ausgleich der Kontaktkräfte bewirkt.

ein das Kippteil ( 18) federnd lagerndes zweites Lagerblättchen ~ _ Die zwischen V-förmig verlaufenden Schenkeln des Plätt-(19) zwei Arme trägt, die als Begrenzung für die Kontaktstücke 35 chens angeordnete Lagerzunge ist vorzugsweise mittig an (8,8' ) bis über die Endteile (7,7 ' ) der U-förmigen umgeboge- einem federnden Lagerblättchen abgestützt, das mittels zweier nen Schenkel (4,4' ) geführt sind. U-förmiger Ausschnitte im Rahmen festgelegt ist. Auch dieses

5. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Bauteil ist höchst einfach und kann durch Stanzen leicht herge-die Lagerzunge (5) einstückig aus dem Bimetallplättchen (2) stellt werden. Bei der Montage wird es mit Hilfe seiner U-förmi-heraus vorsteht. 40 gen Ausschnitte einfach in den Rahmen eingeschoben und bil-

6. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass det dort eine Art federnde Stücke. Die durch das federnde das Kippteil ( 18) zwischen zwei Zentriervorsprüngen (24,24' ) Lagerblättchen bewirkte elastische Lagerung bringt den Effekt des Rahmens ( 1 ) angeordnet ist. mit sich, dass bei Betätigung des Schalters eine Längsverschie-

bung des Bimetallplättchens und damit der auf einanderliegen-45 den Kontakte eintrifft. Hierdurch wird eine Selbstreinigung der Kontakte und somit eine Erhöhung der Schaltsicherheit bewirkt.

Wie schon aus der Gattung dieses Schalters hervorgeht, sind