DE1914687B2 - Schutzschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schutzschalter

gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Schutzschalter ist aus der US-PS 28 20 870 bekannt. Dieser Schutzschalter hat ein zylindrisches Gehäuse, dessen eines Ende durch eine Trägerplatte verschlossen ist, die mit einem Tragansatz ins Gehäuseinnere ragt. Gegen die untere Fläche dieses Tragansatzes liegt ein die Trägerplatte durchdringender Anschlußstreifen an, dessen inneres freies Ende ein stationäres Kontaktstück bildet. Auf der Oberseite des

ίο Tragansatzes liegt das eine Ende eines Thermoschnappgliedes an, das mit einem darüber angeordneten Montagestreifen verschweißt ist. Mit dem letzteren ist ferner das eine Ende eines drahtförmigen Heizelements verschweißt, dessen anderes Ende mit dem 'inneren Ende eines zweiten Anschlußstreifens verschweißt ist, wobei zwischen diesem Anschlußstreifen und dem Montagestreifen ein Isolierstück angeordnet ist. Alle diese Teile einschließlich des Tragansatzes haben je ein Loch, die übereinander angeordnet sind. Diesen gemeinsamen Durchgang durchgreift ein isoliertes Hohlniet, das alle Teile zusammenhalt. Abgesehen davon, daß diese Konstruktion eine Vielzahl von Teilen aufweist, ist es auch nachteilig, daß die gegenseitige Lage der Teile vor dem Verschweißen nur durch Verbiegen geändert werden kann und daß vor allem die Schweißstellen des Heizelements derart angeordnet sind, daß hiervon die thermischen Ansprechmerkmale des Thermoschnappgliedes günstig beeinflußt werden können.

Bei einer weiteren bekannten Konstruktion eines Schutzschalter nach der FR-PS 14 27 005 ist das eine Ende einer Heizwendel in der Nähe der Schweißbefestigung des Thermoschnappgliedes an einem leitenden Träger angeschweißt, wodurch ebenfalls eine ungünsti-

J5 ge Beeinflussung des Thermoschnappgliedes eintreten kann.

Die bekannte Konstruktion nach der FR-PS 14 27 005 zeigt ebenfalls einen Schutzschalter mit einem Gehäuse, in dem ein Thermoschnappglied und ferner ein auf dieses letztere einwirkendes Heizelement angeordnet sind. Das eine Ende des Thermoschnappgliedes und des Heizelements sind gemeinsam nebeneinander im Gehäuse befestigt. Dabei ist das Ende des Thermoschnappgliedes mit einem Block verschweißt und ferner ist das Ende des Heizelements oder eines angeschweißten Kontaktstückes mit dem Gehäuseteil verschweißt. Damit ist auch hier in ungünstiger Weise die Schweißstelle des Heizelements dicht neben dem Ende des Thermoschnappgliedes angeordnet, so daß sich auch hier ungünstige Verhältnisse bei der Beeinflussung dieses Gliedes ergeben können.

Zusammenfassend kann also festgestellt werden, daß bei Schutzschaltern, die ein Thermoschnappglied und insbesondere auch ein Heizelement aufweisen, die Teile üblicherweise durch Schweißen so miteinander verbunden werden, daß die elektrischen Verbindungen und die Befestigungen hergestellt werden. Es läßt sich jedoch nicht vermeiden, daß bei den üblichen Schweißverfahren die Teile häufig übeimäßig hohen Temperaturen

bo ausgesetzt werden. Soweit die beim Schweißen auftretenden Temperaturen auf das Thermoschnappglied einwirken, können sich die thermischen Ansprechmerkmale verändern. Im übrigen ist noch folgendes zu beachten: Auch wenn die betreffenden Teile anfangs in

tr> der richtigen relativen Lage vor dem Schweißen zueinander angeordnet sind, so ergibt sich doch durch einen Zusammenbruch des Materials in den geschweißten Bereichen und durch eine Rückfederung der Teile

nach dem Schweißen eine Änderung der Abstände der Teile zueinander, derart, daß dann die thermischen Ansprechmerkmale des Thermoschnappgliedes bei der üblichen Serien- oder Massenherstellung derartiger Schalter nicht mehr gleichmäßig sind und sich ein erheblicher Ausschuß oder eine verhältnismäßig kostspielige Nacheinstellung ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schutzschalter zu schaffen, der auch bei Verschweißen der Teile seine vorbestimmten thermischen Aiisprechmerkmale beibehält und bei dem die Teile so ausgebildet sind, daß sie beim Zusammenbau durch Verschweißen die richtige gegenseitige Lage einnehmen. Diese Aufgabe wird bei dem eingangs erwähnten Schutzschalter erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Anordnung des winkelförmigen Trägers zwischen dem Heizelement und dem Thermoschnappglied ist es nun möglich, das Thermoschnappglied mit dem einen Schenkel und das Heizelement mit dem anderen Schenkel so zu verschweißen, daß die letztere Schweißstelle in keiner Weise das Thermoschnappglied in seinen Eigenschaften beeinflußt. Dabei ergibt sich auch ein verhältnismäßig einfaches Anschweißen an das Heizelement, das zwei im Winkel zueinander angeordnete Flansche hat, so daß nun der Träger an einem dieser Flansche angeschweißt werden kann. Vorteilhafterweise ist ferner auch die Anordnung des festen Kontaktstückes gelöst, der auf dem einen Flansch eines Kontaktarmes befestigt ist, dessen anderer Flansch an den Anschlußbolzen angeschweißt ist.

Um die Lage der Teile zueinander in günstiger Weist· festzulegen und die Richtigkeit überprüfen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Flansche des Kontaktarmes und die Flansche des Heizelements rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Das gleiche trifft auch auf die Schenkel des Trägers zu, der das Thermoschnappglied mit dem Heizelement verbindet und das erstere trägt.

Um den Weg des beweglichen Kontaktstückes und damit des freien Endes des Thermoschnappgliedes beim öffnen der Kontaktstücke festzulegen, ist es günstig, wenn am Heizelement ein Anschlag für dieses freie Ende des Thermoschnappgliedes vorgesehen ist.

Um die richtige Lage des Thermoschnappgliedes bei der Befestigung desselben am Heizelement in günstiger Weise einstellen zu können, ist es vorteilhaft, wenn in der Gegend des befestigten Endes des Thermoschnappgliedes das Heizelement einen bogenförmigen Kantenteil besitzt, um den dann der Träger und damit auch das Thermoschnappglied geschwenkt werden können.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Schutzschalter gemäß der Erfindung,

F i g. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1,

F i g. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der F i g. 2,

Fig.4 eine Seitenansicht einiger Bauteile gemäß Fig. 1, w)

F i g. 5 eine Seitenansicht der Bauteile ähnlich F i g. 4,

Fig.6 eine Seitenansicht von Bauteilen ähnlich F i g. 4 und 5.

In den F i g. 1 - 3 ist mit 10 ein Schutzschalter gemäß der Erfindung als Ganzes bezeichnet. Dieser Schalter iö hat eine im wesentlichen scheibenförmige Kopfplatte 12 mit einer Mittelöffnung 14 und einem Anschlußbolzen 16, der in der Plattenöffnung isoliert mit Hilfe einer Abdichtung 18 befestigt ist. Die Kopfplatte und der Anschlußbolzen sind vorzugsweise aus einem starren, elektrisch leitenden Material, beispielsweise Stahl, hergestellt. Der Anschlußbolzen ist nicht nur elektrisch isoliert, sondern mit Hilfe eines Glasabdichtmaterials oder eines anderen bekannten, elektrisch isolierenden Materials auch abgedichtet befestigt.

Der Schutzschalter 10 weist ferner einen starren, elektrisch leitenden Kontaktarm 20 aus Stahl oder dergleichen auf, der einen Flansch 22 hat, der mit der einen Seite des Anschlußbolzens 16, wie an einer Stelle 24 in Fig. 2 angedeutet, verschweißt ist. Der Kontaktarm hat einen weiteren Flansch 26, der sich freitragend in einer Ebene im wesentlichen parallel zum Anschlußbolzen 16 erstreckt. Ferner ist ein festes Kontaktstück 30, vorzugsweise aus einem Material von hoher elektrischer Leitfähigkeit, wie beispielsweise Silber, mit dem freien Ende des Kontaktarme durch Schweißen fest verbunden.

Der Schutzschalter 10 hat ferner ein Heizelement 32. Dieses hat einen ersten Flansch 34, der, wie an einer Stelle 35 angedeutet, rnit der Kopfplatte 12 verschweißt ist, und ferner einen zweiten Flansch 36, der sich freitragend relativ zur Kopfplatte so erstreckt, daß eine Kante 37 dieses Flansches dem Anschlußbolzen 16 zu gerichtet ist. Das Heizelement weist vorzugsweise einen Anschlag 38 auf, der im einer Ebene endet, die parallel zur Achse des Anschlußbolzens 16 verläuft. Das Heizelement besitzt ferner vorzugsweise einen bogenförmigen Kantenteil JO an der Kante 37 des Flansches 36 (siehe insbesondere F i g. 2). Das Heizelement kann aus irgendeinem Material bestimmter elektrischer Leitfähigkeit, beispielsweise aus einem starren, kaltgewalzten Stahl, hergestellt sein.

Zusätzlich hat der Schutzschalter 10 einen elektrisch leitenden, winkelförmigen Träger 42 aus kaltgewalztem Stahl od. dgl., der einen mit dem Flansch 36, wie an einer Stelle in Fig.2 angedeutet, verschweißten Schenkel 44 und einen weiteren Schenkel 48 hat, der mit einem elektrisch leitenden, federnden, auf Wärme ansprechenden, mit Schnappwirkung arbeitenden Thermoschnappglied 50, wie an einer Stelle 52 in F i g. 1 angedeutet, verschweißt ist. Ferner ist ein bewegliches Kontaktstück 54, vorzugsweise aus dem gleichen Material wie das feste Kontaktstück 30, mit dem Thermoschnappglied entgegengesetzt zum Träger 42 durch Schweißen fest verbunden. Wie dargestellt ist der Schenkel 44 des Trägers vom Thermoschnappglied im wesentlichen rechtwinklig zur Ebene dieses Gliedes angeordnet. Die Verschweißung des Trägers 42 mit dem Heizelement 32 ergibt einen vorbestimmten Wärmeübergang vom Heizelement zum Thermoschnappglied 50 und positioniert das letztere, das sich freitragend vom Heizelement aus erstreckt, derart, daß das bewegliche Kontaktstück 54 mit dem festen Kontaktstück 30 entsprechend der Schnappbewegung des Thermoschnappgliedes 50 in Berührung kommt bzw. sich von diesem trennt. Dies . bedeutet, daß das Thermoschnappglied 50 normalerweise in der in ausgezogenen Linien in F i g. 2 dargestellten Stellung ist, in der das Therrnoschnappglied das bewegliche Kontaktstück federnd gegen das feste Kontaktstück drückt, um so den Stromkreis von der Kopfplatte 12, durch das Heizelement 32, den Träger 42, das Thermoschnappglied 50, die Kontaktstücke 54 und 30 und den Kontaktarm 20 zum Anschlußbolzen 16 zu schließen. Wenn jedoch ein abnormal hoher Strom im Stromkreis fließt, so fließt der erhöhte Strom auch durch das Heizelement 32 und erzeugt dort eine solche

Wärme, daß sich das Thermoschnappglied 50 schnappartig in die in gestrichelten Linien 50.1 in Fig. 2 dargestellte Stellung bewegt und sich die Kontaktstücke 54 und 30 unter öffnen des Stromkreises trennen. In dieser Offenstellung liegt das Thermoschnappglied 50 federnd gegen den Anschlag 38 des Heizelementes an, wodurch der Weg dieses Thermoschnappgliedes vom festen Kontaktstück weg begrenzt und eine unerwünschte Bewegung dieses Thermoschnappgliedes bei Vibrationen u. dgl. verhindert wird.

Ferner ist ein napfförmiges Gehäuse 56 aus Stahl oder einem anderen festen Material vorgesehen, dessen Rand elektrisch leitend mit der Kopfplatte 12, wie an Stellen 58 angedeutet, verschweißt ist, um so eine Kammer 59 zu schaffen. Durch diese Schweißung wird die Kammer und damit der Motorschutzschalter 10 vollständig abgedichtet und druckwiderstandsfähig. Vorzugsweise hat das Gehäuse ein flaches Teilstück 61 gemäß Fig.3, das bei der Montage zur Positionierung dient.

Der Anschlußbolzen 16 wird abgedichtet und isoliert in der Kopfplattenöffnung in üblicher Art befestigt. Das Heizelement 32 wird dann so eingesetzt, daß die äußere Fläche des Flansches 34 gegen die Kopfplatte anliegt, wobei die Kante 37 des Heizelementes dem Anschlußbolzen zu gerichtet ist. Das Ende des Anschlags 38 wird dabei in einer Ebene angeordnet, die in einem vorbestimmten Abstand »a« von der Ebene der Anschlußbolzenachse ist (Fig. 2). Das Heizelement wird dann an der Kopfplatte, wie an der Stelle 35 angedeutet, angeschweißt. Irgendein Zusammenbruch des Materials der Kopfplatte oder des Heizelementes während der Bildung der Schweißung oder irgendeine Rückfederung des Hcizclementflansches nach vollständiger Durchführung der Schweißung ändert den Abstand »a« nicht, der das Ende des Anschlags 38 in der richtigen Ebene anordnet. Dies bedeutet, daß die Schweißung des Heizelementes in einfacher Weise durchgeführt wird, um so den Anschlag in der richtigen Ebene anzuordnen, obgleich die relative Winkellage der Hcizelementflansche nicht in der gewünschten Lage ist.

Das Thermoschnappglied 50 wird aus einem streifenfönnigen Rohstück 50.2 eines Bimetallmaterials hergestellt, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Das bewegliche Kontaktstück 54 wird an einem Ende des Streifens angeschweißt. Ferner wird der Schenkel 48 des Trägers 42 bei 52 am entgegengesetzten Ende des Streifens verschweißt, während sich der Schenkel 44 des Trägers von der allgemeinen Ebene des Streifens weg erstreckt und vorzugsweise Schweißvorsprünge 46.1 hat, wie sie in Fig.4 angedeutet sind. Nach der Befestigung des Kontaktstückes und des Trägers am Streifen wird der Streifen, wie in F i g. 5 gezeigt, in üblicher Art deformiert, um so ein gewölbtes Tcilstück 60 zwischen dem Träger und dem Kontaktstück zu schaffen, wodurch das Thermoschnappglicd 50 die gewünschten thermischen Ansprcchmerkmale erhält.

Das Thermoschnappglied 50 wird mit dem an ihm befestigten Träger und Kontaktstück so eingesetzt, daß der Schenkel 44 des Trägers den Flansch 36 des Heizelementes berührt und das bewegliche Kontaktstück 54 mit dem Anschlag 38 des Heizelementes fluchtet und in einer Ebene in einem Abstand »«< vom Anschlag 38 angeordnet ist (F i g. 6). Bei der Anordnung des festen Kontaktstücks in dem gewünschten Abstand vom Anschlag kann der Schenkel 44 bequem mit dem abgerundeten Kantenteil 39 des Heizelementes in Berührung gebracht werden und wird gegen diese

ίο abgerundete Fläche bewegt, um das Kontaktstück leicht in der gewünschten relativen Lage zum Anschlag anordnen zu können. Der Schenkel 44 des Trägers 42 und der Flansch 36 des Heizelementes werden dann, wie an der Stelle 46 angedeutet, zusammengeschweißt. Da der Schenkel 44 des Trägers sich aus der allgemeinen Ebene des Thermoschnappgliedes 50 heraus erstreckt, wird kein beträchtlicher Teil der normalerweise während des Schweißens erzeugten Hitze durch das Thermoschnappglied hindurchgeleitet, so daß die thermischen Ansprechmerkmale des Thermoschnappgliedes durch das Schweißen nicht geändert werden. Obgleich ein gewisser Zusammenbruch des Heizelement- oder Trägermaterials in den Schweißbereichen eintritt, so wird hierdurch der Abstand »c« zwischen der Ebene des Anschlags 38 und des Kontaktstücks 54 nicht geändert. Die Verwendung des Trägers 42 erlaubt daher ein genaues festes Verbinden des Bimetallgliedes und des Heizelementes miteinander, während zugleich die gewünschten thermischen Ansprechmerkmale des Bimetallgliedes erhalten bleiben.

Das feste Kontaktstück 30 wird mit dem Kontaktarm 20 verschweißt und der Flansch 22 wird gegen die eine Seite des Anschlußbolzens derart angelegt, daß das Kontaktstück 30 in einer bestimmten Ebene in einem bestimmten Abstand »d« vom Anschlag 38 und in einer bestimmten relativen Lage zum beweglichen Kontaktstück 54 angeordnet ist. Die gegeneinander anliegenden Teile des Kontaktarmes und des Anschlußbolzens werden dann, wie an der Stelle 24 angedeutet, miteinander verschweißt, um so das feste und das bewegliche Kontaktstück in der gewünschten relativen Stellung und Lage zu halten. Auch hier ändert irgendein Zusammenbruch des Kontaktarm- oder Anschlußbolzenmaterials in dem Bereich der Schweißung nicht die Lage des festen Kontaktstückes in der gewünschten Ebene. Das napfförmige Gehäuse 56 wird dann mit der Kopfplatte verschweißt.

Auf diese Weise wird der Schutzschalter in wirtschaftlicher Weise zusammengebaut, um genau vorhersehbare und genau eingestellte thermische Ansprecheigenschaften zu erhalten. Der Schalter ist kräftig und billig, ist hermetisch abgedichtet und gegen Druck widerstandsfähig. Er ist ferner widerstandsfähig gegen Vibrationen, derart, daß er nicht unabsichtlich

Vi einen Stromkreis schließt, auch wenn er ganz erheblichen Vibrationskräften ausgesetzt wird. Der Schalter macht ihn in besonderem Maße zur Verwendung in einer Freonatmosphäre oder dergleichen geeignet, um so Motoren verschiedener Art zu schützen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Schutzschalter mit einem an einem Gehäuse befestigten Kopfstück, durch das ein Anschlußstück geführt ist, das einen starren, elektrisch leitenden, sich freitragend erstreckenden Kontaktarm mit einem festen Kontaktstück besitzt, das mit einem am freien Ende eines mittelbar am Kopfstück befestigten Thermoschnappgliedes angeordneten beweglichen Kontaktstück zusammenwirkt, und mit einem neben dem Thermoschnappglied mindestens mittelbar am Kopfstück befestigten Heizelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfstück eine elektrisch leitende Kopfplatte (12) ist, durch die das als Anschlußbolzen (16) ausgebildete Anschlußstück isoliert geführt ist, dessen inneres Ende mit einem von zwei im Winkel zueinander angeordneten Flanschen (22, 26) verschweißt ist, die entgegengesetzt dem mit dem festen Kontaktstück (30) versehenen Ende am Kontaktarm (20) angebracht sind, daß ein zwei Schenkel (44, 48) aufweisender winkelförmiger Träger (42) vorgesehen ist, dessen einer Schenkel (48) an dem dem beweglichen Kontaktstück (54) entgegengesetzten Ende des Thermoschnappgliedes (50) und dessen anderer, aus der Ebene des Thermoschnappgliedes (50) weggerichteter Schenkel (44) am Heizelement (32) angeschweißt ist, und daß das Heizelement (32) zwei im Winkel zueinander angeordnete Flansche (34,36) aufweist, von denen der eine an der Kopfplatte (12) angeschweißt ist.

2. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (22, 26) des Kontaktarms (20) rechtwinklig zueinander angeordnet sind.

3. Schutzschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (34, 36) des Heizelements (32) rechtwinklig zueinander angeordnet sind.

4. Schutzschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (44,48) des Trägers (42) rechtwinklig zueinander angeordnet sind.

5. Schutzschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kante (37) des Heizelements (32) dem Anschlußbolzen (16) zu gerichtet ist und ein Teilstück dieser Kante als Anschlag (38) für das Thermoschnappglied (50) in der Offenstellung der Kontaktstücke (30, 54) ausgebildet ist.

6. Schutzschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (38) aus dem abgewinkelten Ende der Kante (37) des Heizelements (32) gebildet ist.

7. Schutzschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gegend des befestigten Endes des Thermoschnappgliedes (50) das Heizelement (32) einen bogenförmigen Kantenteil (39) besitzt.

8. Schutzschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfplatte (12) am offenen Ende eines napfartigen Gehäuses (56) abgedichtet befestigt ist.