DE19528100C2

DE19528100C2 - Thermische Sicherung

Info

Publication number: DE19528100C2
Application number: DE1995128100
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: 1995-08-01
Filing date: 1995-08-01
Publication date: 1998-03-26
Anticipated expiration: 2015-08-02
Also published as: DE19528100A1; WO1997005636A1

Description

Die Erfindung betrifft eine thermische Sicherung.

Bei einer derartigen aus US 4 808 965 bekannten Sicherung ragt aus dem tubusartigen Gehäuse ein gegenüber dem Gehäuse isolierter Anschlußkontakt heraus. Ferner ist in dem Gehäuse eine durch Fest- und Bewegungskontakte gebildete Auslösekontaktstrecke enthalten, die durch ein Stützelement federnd in Kontaktschließstellung gehalten wird. Das Stützelement nimmt bei nicht angesprochener Sicherung eine Streckstellung ein, so daß es eine Stützfunktion ausüben kann. An einem Ende des Stützelements ist ein Auslö seelement vorhanden, daß bei Überschreiten eines vorgegebenen Temperaturwertes eine Verkürzung des Stützelementes und damit eine Öffnung der Auslösekontaktstrecke aus löst.

Das Stützelement wird bei der US-Patentschrift durch eine Feder und ein Schmelzlotelement gebildet. Wenn das Schmelzlotelement anspricht, sinkt die Feder ein, so daß es insgesamt zu einer Verkürzung des Stützelementes kommt
Außerdem ist aus EP 0 121 005 A1 eine thermische Sicherung bekannt, bei der zwei Kon takte durch eine hülsenartige Brücke verbunden sind, die durch eine Schmelzlothülse ge gen die Kraft einer Zugfeder in ihrer Schließstellung gehalten wird. Sobald die Schmelz lothülse abschmilzt, zieht die Kraft der Zugfeder die hülsenartige Kontaktbrücke in Richtung des einen Kontaktes vom anderen Kontakt weg, so daß es insgesamt zu einer Kontaktöffnung kommt.

Die DE 26 40 181 C2 zeigt einen elektrischen Temperaturschalter mit einem Strom übertragungsglied und einem dieses bei kritischen Temperaturen umschaltenden Tempe raturfühler. Ferner umfaßt der Schalter einen Elektromagneten, der das Stromübertra gungsglied aus einer stabilen Ausschaltstellung in Einschaltstellung bringt. Der Tempera turfühler ist dabei als Bimetall-Schnappscheibe ausgebildet.

Aus EP 0 027 647 B1 ist ein Temperatur-Sicherungsschalter bekannt, bei dem eine Kontaktbrücke als elektrischer Strompfad dient. Die Kontaktbrücke besteht aus einem ortsfesten Gegenkontakt und einer darunter anliegenden Kontaktfeder. Dabei steht die Kontaktfeder unter einer nach unten auf die Oberseite eines Bewegungsstößels gerichte ten Vorspannkraft. Der Bewegungsstößel ragt mit seinem unteren Ende in eine mit Schmelzlot gefüllte Hülse hinein. Bei Überhitzung verflüssigt sich das Schmelzlot, der Bewegungsstößel wird unter dem Einfluß der Vorspannung der Kontaktfeder in die Hül se eingedrückt und der elektrische Strompfad wird unterbrochen.

Bei einem aus DE 90 12 951 U1 bekannten Schutzstecker fuhrt das Erweichen eines Schmelzringes infolge einer Überhitzung zu einer Kontaktschließung und gleichzeitig zu einer Erdung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine thermische Sicherung derart weiterzubilden, daß sie bezüglich ihrer Ansprechsicherheit verbessert ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2-13.

Als Kern der Erfindung wird es angesehen, beidendseitig des Stützelementes je eine Auslö sekontaktstrecken vorzusehen, die durch ein und dasselbe Stützelement gehalten werden Dies bedeutet, daß bei Verschweißen oder Verkleben einer Auslösekontaktstrecke si cherheitshalber noch eine zweite Auslösekontaktstrecke vorhanden ist, die für ein An sprechen der Sicherung öffnen kann. Durch das gemeinsame Stützelement ist der bauli che Aufwand der Sicherung minimiert. Beide Kontaktstrecken können auf ein und das selbe Auslöseelement des Stützelementes ansprechen.

Werden beide Enden des Stützelementes mit Auslöseelementen versehen, die unabhängig voneinander eine Verkürzung des Stützelementes herbeiführen könne, so ist die Sicher heit der Vorrichtung weiter erhöht
Das oder die Auslöseelement(e) wird/werden vorteilhafterweise als Schmelzmaterialele ment ausgebildet. Es kann aber für bestimmte Anwendungsfälle auch die Ausbildung ei nes Auslöseelements oder beider Auslöseelemente als Bimetallelement als vorteilhaft in Betracht gezogen werden.

Die Ansprüche 3-6 lehren eine Symmetrisierung des Sicherungsaufbaus bezogen auf die Auslösekontaktstrecken die Auslöseelemente bzw. alle Sicherungselemente, wodurch der bauliche Aufwand, die Lagerhaltung der Teile und die Montage der Sicherung ver einfacht werden. Dies ist bedeutungsvoll im Hinblick auf eine vollautomatische Fertigung der Sicherung und auf die Tatsache, daß es sich bei den thermischen Sicherungen um Massenartikel handelt.

Vorteilhafterweise wird das Stützelement vorgefertigt und kann durch einen Fertigungs automaten einteilig in das Gehäuse der Sicherung eingeführt werden. Der Übertra gungsstift steht in nicht ausgelöstem Zustand fest mit dem Hülsenteil in Verbindung.

Wenn der Übertragungsstift endseitig einen reduzierten Durchmesser aufweist und im Bereich des reduzierten Durchmessers eine Andruckfeder vorgesehen ist, die den Bewe gungskontakt in Schließrichtung beaufschlagt, so wirkt sich dies positiv auf einen wohl definierten Kontaktdruck einerseits als auch auf eine Durchmesserreduzierung anderer seits vorteilhaft aus (Anspruch 9). Alternativ oder kumulativ dazu läßt sich mindestens ein freies Ende des Übertragungsstifts mit einer Führungshülse versehen, die einen nach außen ge richteten Vorsprung bildet, auf dem sich die das Führungselement umgebende Andruck feder abstützt.

Falls der Übertragungsstift aus Metall hergestellt wird, ist er in der Lage, zusammen mit weiteren Elementen des Stützelementes den Strompfad zwischen den beiden Festkontak ten zu bilden, solange die Sicherung nicht angesprochen hat. Dadurch wird ermöglicht, daß das Gehäuse nicht notwendigerweise aus Metall hergestellt werden muß sondern durch eine isolierende Hülse gebildet werden kann. Dies kann bei manchen Einbausitua tionen der thermischen Sicherung von Vorteil sein. Wenn - wie üblich - das Gehäuse al lerdings aus Metall ausgebildet ist, kann der Übergangsstift beispielsweise aus Keramik gebildet sein.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher er läutert. Diese zeigen:

Fig. 1 eine thermische Sicherung mit einem Auslöseelement;

Fig. 2 eine thermische Sicherung mit zwei Auslöseelementen;

Fig. 3 eine Detailansicht einer thermischen Sicherung mit modifiziertem Stützelement;

Fig. 4 eine Detailansicht einer thermischen Sicherung mit einem nochmals modifiziertem Stützelement;

Fig. 5 eine Detailansicht einer thermischen Sicherung mit einem weiteren modifizierten Stützelement;

Fig. 6 eine Detailansicht einer thermischen Sicherung mit einem weiteren modifizierten Stützelement.

Zunächst wird auf Zeichnungsfig. 1 Bezug genommen. Die dort dargestellte thermische Sicherung 1 weist ein tubusartiges Gehäuse 2 auf, aus dem gegenüber dem Gehäuse 2 isolierte Anschlußkontakte 3, 4 herausstehen. Innerhalb des Gehäuses 2 sind Auslöse kontaktstrecken 5, 6 vorhanden, die jeweils Festkontakte 7 und Bewegungskontakte 8 aufweisen. Die Bewegungskontakte 8 werden gegen die Kraft von Öffnungsfedern 9 durch ein Stützelement 10 in Kontaktschließstellung gehalten, das sich bei nicht ange sprochener Sicherung 1 in der in Fig. 1 dargestellten Streckstellung befindet und an sei nem Ende ein Auslöseelement 11 umfaßt, das aus einer Hülse 12 besteht, die mit einem Schmelzmaterial 13 gefüllt.

Aus Fig. 1 geht deutlich hervor, daß ein und dasselbe Stützelement 10 die beiden bei dendseitig angeordneten Auslösekontaktstrecken 5, 6 in Schließstellung hält, wozu am freien Ende 15 des Stützelementes 10 eine sternförmig ausgeprägte Andruckfeder 14 angeordnet ist, die für einen ausreichend hohen Kontaktschließdruck mit dem Bewegungskontakt 8 sorgt.

Der Bewegungskontakt 8 einer jeden Auslösekontaktstrecke 5, 6 ist als im wesentlichen flache Platte ausgebildet, die von einem topfartig geprägten Kontaktelement 16 umgeben ist, das mit seinen Seitenbereichen 17 an der Innenwandung 18 des Gehäuses 2 anliegt.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind beide Enden 20 des Stützele mentes 10 mit Auslöseelementen 11 versehen, die unabhängig voneinander eine Verkür zung des Stützelementes 10 zur Herbeiführung einer Öffnung der Auslösekontaktstrecken 5, 6 bewirken. Wie bei dem in Zeichnunsgfig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels sind auch in Fig. 2 und in den nachfolgenden Figuren die Auslöseelemente 11 als Schmelzmaterialelemente, bestehend aus Hülse 12 und Schmelzmaterial 13 ausgebildet.

Aus Fig. 2 geht ferner deutlich hervor, daß die ganze Sicherungsanordnung, d. h. die Auslösekontaktstrecken 5, 6, die Auslöseelemente 11 selbst und alle weiteren Siche rungselemente bezogen auf das Zentrum 25 des Stützelementes 10 symmetrisch ausge bildet und angeordnet sind.

Nachfolgend wird auf Zeichnungsfig. 3-5 Bezug genommen. Dort ist jeweils eine Siche rungsvariante mit nur einem Auslöseelement 11 dargestellt, so daß das Stückelement 10 ein freies Ende 15 hat.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der dem freien Ende 15 zuge wandte Bereich eines Übertragungsstiftes 30, der Bestandteil des Stützelements 10 ist, in seinem Durchmesser reduziert, so daß sich eine Stützstufe 31 bildet. Der reduzierte Bereich 32 ist von einer Andruckfeder 33 umgeben, die sich auf der Stützstufe 31 ab stützt und durch den reduzierten Durchmesserbereich 32 geführt wird. Die Andruckfeder 33 beaufschlagt den Bewegungskontakt 8 in Schließrichtung.

In Fig. 4 entsprechen die wesentlichen Elemente der Sicherung 1 denen gemäß Fig. 3. Allerdings ist die Andruckfeder 33 nicht auf einer durch Durchmesserreduzierung des Übertragungsstiftes 30 gebildeten Stützstufe 31 abgestützt, sondern auf einem nach au ßen gerichteten Vorsprung 40 einer Führungshülse 41, die am freien Ende 15 des Über tragungsstiftes 30 angebracht und auf diesem befestigt ist. Diese Anordnungsmöglichkeit kann auch beidendseitig erfolgen.

In Fig. 5 ist nun der Übertragungsstift 30 gemäß Fig. 3 mit der Stützstufe 31 mit einer Führungshülse 41 gemäß Fig. 4 kombiniert, die den reduzierten Bereich 32 des freien Endes 15 des Übertragungsstiftes 30 umgibt und sich auf der Stützstufe 31 abstützt.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Übertragungsstift 30 aus Metall ausgebildet und weist in seinem Mittelbereich einen einstückig mit dem Übertra gungsstift 30 ausgebildeten Stützvorsprung 60 auf, auf dem sich die Andruckfeder 33 abstützen kann. Vorteilhafterweise kann der metallische Übertragungsstift 30 innerhalb der thermischen Sicherung eine Hilfsleiterfunktion übernehmen, so daß die Überbrückung der Festkontakte nicht ausschließlich über die Bewegungskontakte und die von die sen beaufschlagte Gehäusewandung erfolgen muß.

Bezugszeichenliste

1 thermische Sicherung
2 Gehäuse
3 Anschlußkontakt
4 Anschlußkontakt
5 Auslösekontakt
6 Auslösekontakt
7 Festkontakt
8 Bewegungskontakt
9 Öffnungsfeder
10 Stützelement
11 Auslöseelement
12 Hülse
13 Schmelzmaterial
14 Andruckfeder
15 freies Ende
16 Kontaktelement
17 Seitenbereich
18 Stützelement
20 Ende
25 Zentrum
30 Übertragungsstift
31 Stützstufe
32 Durchmesserbereich
33 Andruckfeder
40 Vorsprung
41 Führungshülse
60 Stützvorgang

Claims

1. Thermische Sicherung (1) mit

a) einem tubusartigen Gehäuse (2),
b) aus dem mindestens ein gegenüber dem Gehäuse (2) isolierter Anschlußkontakt (3, 4) heraussteht und
c) in welchem beidseitig eines Stützelements (10) je eine durch Fest- (7) und Bewegungskontakt (8) gebildete Auslösekontaktstrecke (5, 6) enthalten ist, die beide
d) durch ein und dasselbe Stützelement (10) federnd in Kontaktschließstellung gehalten werden,
e) das sich bei nicht angesprochener Sicherung (1) in einer Streckstellung befindet und
f) an mindestens einem Ende ein Auslöseelement (11) umfaßt, das bei Überschreiten eines vorgegebenen Temperaturwertes eine Verkürzung des Stützelementes (10) und damit die Öffnung mindestens einer Auslösekontaktstrecke (5, 6 ) verursacht, wobei
g) mindestens ein Auslöseelement eine mit Schmelzmaterial (13) gefüllte Hülse (12) umfaßt, in die ein Übertragungsstift (30) eintaucht, der im nicht ausgelösten Zustand fest mit der Hülse (12) in Verbindung steht und
h) daß mindestens zwischen einem Ende des Stützelementes (10) und dem jeweiligen Bewegungskontakt (8) der Auslösekontaktstrecke (6) eine Andruckfeder (14, 33) vorgesehen ist.

2. Thermische Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden (20) des Stützelementes (10) mit Auslöseelementen (11) versehen sind, die unabhängig voneinander eine Verkürzung des Stützelementes (10) zur Herbeifuhrung einer Öffnung der Auslösekontaktstrecken (5, 6) bewirken.

3. Thermische Sicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösekontaktstrecken (5, 6) symmetrisch bezogen auf das Zentrum (25) des Stützelementes (10) ausgebildet und angeordnet sind.

4. Thermische Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseelemente (11) symmetrisch bezogen auf das Zentrum (25) des Stützelementes (10) ausgebildet sind.

5. Thermische Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2-4, gekennzeichnet durch einen insgesamt symmetrischen Aufbau aller Sicherungselemente bezogen auf das Zentrum (25) des Stützelementes (10).

6. Thermische Sicherung nach dem vorhergehenden Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Hülse (12) identischen Aufbaus an beiden Enden des Übertragungsstif tes (30) befestigt ist.

7. Thermische Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sicherstellung der Öffnungsbewegung des Bewegungskontaktes (8) bezo gen auf den Festkontakt (7) der Festkontakt (7) von einer Öffnungsfeder (9) um geben ist, die den Bewegungskontakt (8) in Öffnungsrichtung federnd beauf schlagt.

8. Thermische Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungskontakte (8) beider Auslösekontaktstrecken (5, 6) die metal lisch ausgebildete Gehäuseinnenwandung (18) kontaktieren und über diese mitein ander in Verbindung stehen.

9. Thermische Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungsstift (30) eines nur einseitig mit einem Auslöseelement (11) versehenen Stützelementes (10) an seinem freien Ende (15) einen reduzierten Durchmesserbereich (32) aufweist derart, daß etwa in seinem Mittelbereich eine Stützstufe (31) gebildet wird und der reduzierte Durchmesserbereich (32) mit einer Andruckfeder (33) versehen ist, die den Bewegungskontakt (8) in Schließrichtung beaufschlagt.

10. Thermische Sicherung nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (41) im reduzierten Durchmesserbereich (32) des Übertra gungsstiftes (30) angeordnet ist und sich auf der Stützstufe (31) abstützt.

11. Thermische Sicherung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (41) auf den Übertragungsstift (30) aufgepreßt oder aufge klebt ist.

12. Thermische Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungsstift (30) aus Metall besteht und bei nicht ausgelöster Siche rung einen Abschnitt des Strompfades zwischen den beiden Festkontakten (7) bil det.

13. Thermische Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckfeder (14) stern- oder teilerartig ausgebildet ist.