熱動過電流保護遮断器

本発明は、遮断器ハウジングを備え、この遮断器ハウジングの中に、熱膨張要素、特にバイメタルと、この熱膨張要素に連結された手動操作可能なスナップ式切換え機構と、このスナップ式切換え機構と協働する可動接点と、固定接点が配置され、この固定接点が第1接続レールに連結され、一方、可動接点が熱膨張要素を介して第2接続レールに接触する、熱動過電流保護遮断器に関する。

熱動過電流保護遮断器の場合、リリース時点は過電流の大きさに依存する。電流の強さが増大するにつれて、膨張要素、特にバイメタルは、所定のリリース点まで益々加熱される。熱膨張要素は例えば自由リリースのために手動操作可能なスナップ機構に連結されている。このスナップ機構は接点対の可動接点と協働する。熱でリリースされる、過電流保護遮断器とも呼ばれるこのような保護遮断器は一般的に、例えば電動機、家庭用機械、事務機械、電気工具、配電網接続機器、低電圧導線のような消費部を過電流に対して保護する働きをする。このような保護遮断器は単極、二極または三極に形成可能であり、0.1A〜20Aの範囲の定格電流でAC(交流)240VまたはDC(直流)50Vの定格電圧のために使用可能である。

上記種類の熱動過電流保護遮断器は例えば独国特許出願公開第2721162A1号明細書と独国実用新案第9422029U1号明細書によって知られている。公知の保護遮断器の場合、接点対に対する接続部、すなわち固定接点に対する接続部と、バイメタルを介しての、接点ばねによって支持された可動接点に対する接続部は、いわゆる偏平プラグとして形成されている。この偏平プラグは、オンオフ切換えロッカーボタンに対向する接続側で遮断器ハウジングから外に案内されている。導線の接続は偏平プラグブッシュを介してあるいは偏平プラグにねじ止め可能なケーブルシューによって行われる。

独国特許出願公開第2721162A1号明細書

独国実用新案第9422029U1号明細書

本発明の根底をなす課題は、特に接触保護と簡単な接続組み立てと接触信頼性および接続信頼性に関して改良された上記種類の熱動保護遮断器を提供することである。

この課題は本発明に従い、請求項1の特徴によって解決される。有利な実施形態と発展形態は従属請求項の対象である。

そのために、熱動過電流保護遮断器は、ある数の接続チャンバを有する遮断器ハウジングを備え、この接続チャンバ内に、それぞれ1本の接続レールと、第1ハウジング穴を経て各接続チャンバ内に案内された接続導線を接続レールに締付け接触させるための2本の脚部を有するばね要素とが配置されている。好ましくは各ばね要素は第1ばね脚部と、この第1ばね脚部に対して角度をなして延在する第2ばね脚部を備えている。各接続チャンバには第2ハウジング穴が開口し、この第2ハウジング穴はばね要素の載置位置でばね要素の第2ばね脚部によって覆われ、このばね脚部の揺動操作のために設けられている。

遮断器ハウジングはさらに、好ましくは手動操作可能な切換え要素のための操作側と接続チャンバとの間に延在する接触チャンバを備え、この接触チャンバ内に、スナップ式切換え機構と、熱膨張要素と、可動接点と固定接点からなる接点対が配置されている。

第1ばね脚部は接続レールの第1レール脚部または接続脚部に接触支持されている。ばね要素の両ばね脚部の間の角度は、好ましくは45°よりも大きく、特に60°よりも大きくかつ180°よりも小さな角度、特に90°以下の角度である。第2ばね脚部は接続チャンバ内で、好ましくは第2ハウジング穴と第1ハウジング穴を少なくとも部分的に覆う、チャンバ輪郭部上の載置位置から、ばね力に抗して、接続チャンバ内に案内された接続導体を締付け接触させるための、第1ばね脚部の方に向いた揺動位置へもたらすことが可能である。

ばね要素または各ばね要素のきわめて合目的な実施形態では、ばね要素の両ばね脚部が中間脚部を介して連結され、ばね要素が中間脚部によって接続チャンバ内でハウジング輪郭部に接触する。中間脚部は適切な方法で開放したループのように形成されている。ループ形状に適合した、各接続チャンバ内のハウジング輪郭部は、ばね要素のループ外面のための載置輪郭部と、ばね脚の方へ開放するループ状中間脚部によって取り囲まれた支持輪郭部を形成しつつ、好ましくは中間脚部の両側で延在している。

他の実施形態では、U字形の接続レールが設けられ、この接続レールが両U字形接続脚部または両U字形接続脚部の少なくとも一方およびこの接続脚部を連結する中央脚部によって、接続チャンバのチャンバ壁に接触する。

接続された接続導線の締付け接触のきわめて簡単な解除のために、第1ハウジング穴に対して平行な第2ハウジング穴が接続チャンバまたは各接続チャンバに開口している。この第2ハウジング穴は同様に、第2ばね脚部によってその載置位置で覆われている。基本的には、第2ハウジング穴内に直接挿入された工具を用いて、第2ばね脚部を揺動させることができる。しかし、工具を用いて第2ばね脚部を間接的に揺動させるための操作スリーブが第2ハウジング穴内に配置されていると、それによって締付け接触がきわめて簡単に、確実にそしてかつ破壊せずに解除され、接続導線を引き抜くことができるので有利である。

次に、図に基づいて本発明の実施形態を詳しく説明する。

一部を開放した遮断器ハウジングの3つの接続チャンバの中を見た熱動過負荷保護遮断器の側面図である。

熱動過負荷保護遮断器の分解斜視図である。

熱動過負荷保護遮断器の他の分解斜視図である。

すべての図において、互いに一致する部分には同じ参照符号が付けてある。

図1〜図3は、遮断器ハウジング2を備えた熱動過電流保護遮断器1を示している。この遮断器ハウジング内には本実施形態では3つの接続チャンバ3、4、5が並べて配置されている。各接続チャンバ3、4、5内には、2つの脚部を有するばね要素6が配置されている。各接続チャンバ3、4、5内にはさらに、U字状に形成された接続レール7が配置されている。それぞれの接続レール7のU字形は、図1に示したハウジング縦方向8に延在する第1のレール脚部7aと、この第1のレール脚部に対して離隔された平行なレール脚部7bと、接続する中央脚部7cによって形成されている。それぞれの接続レール7はこれらのレール脚部7a〜7cによってチャンバ外壁9またはチャンバ中間壁10に接触している。見やすくするために、他の両接続チャンバ4、5内の接続レール7の同種のレール脚部については符号を付けていない。

接続チャンバ3〜5内には、2つの脚部を有する同種のばね要素6が収容されている。このばね要素は以下の詳細に関して、見やすくするために同じ符号が付けられているかまたは個々に符号を付けていない。それぞれのばね要素6は、ハウジング縦方向8に向いた、以下接触脚部とも呼ぶ第1ばね脚部6aによって、対応する接続レール7のレール脚部7aに接触している。

それぞれのばね要素6の、以下締付け脚部とも呼ぶ第2ばね脚部6bは、ハウジング縦方向8に対して垂直なハウジング横方向11に向き、そこで第1ハウジング穴12を覆っている。ばね要素6のそれぞれの締付け脚部6bはさらに、上記の第1ハウジング穴12に対して平行な第2ハウジング穴13(図2)を覆っている。この第2ハウジング穴内には、片側を閉鎖した操作スリーブ14が収容され、この操作スリーブは端側がそれぞれの接続チャンバ3、4、5内に達し、そこでそれぞれのばね要素6の締付け脚部6bに接触している。同様に見やすくするために、他の接続チャンバ3、4の同種の第2ハウジング穴には符号を付けていない。

それぞれの操作スリーブ14は付設のハウジング穴13内でハウジング縦方向8に少なくとも少しだけ摺動可能である。操作スリーブ14の組み立て状態で、成形された係止突起15が、対応する接続チャンバ3、4、5内でそれぞれのハウジング穴13の縁部輪郭部16をアンダーカットしている。これにより、反対側の挿入端部に工具のために支持輪郭部17(図2)を有する操作スリーブ14は、対応するハウジング穴13内で保持される。

図において右側の接続チャンバ5に基づいて示すように、第1ハウジング穴12を経てそれぞれ接続チャンバ3、4、5に差し込まれた接続導線18と、それぞれの接続レール7およびそのそれぞれの第2レール脚部7bとの締付け接触が、ばね要素6によって行われる。ばね要素6の形状、配置およびばね力の結果、締付け接触が自己保持される。換言すると、差込み方向においてそれぞれの締付け脚部6bは、接続導線18または絶縁材を取り除いたその導線端部19によって、ハウジング縦方向8におよびばね脚部6a、6bの間の角度α(図3)を小さくしながら接触脚部6aの方にばね弾性的に揺動可能である。これに対して、差込み方向とは反対方向のそれぞれの接続導線18の引張り負荷は、増大する引張り力につれて締付け作用を強める。

ばね要素6はそれぞれの接続チャンバ3、4、5内で正確な位置に支持されている。そのために、両ばね脚部6a、6bを接続する、開放したループのように形成されたばね要素6の中間脚部6cの範囲において、接続チャンバ3、4、5内に載置輪郭部20と支持輪郭部21が形成されている。この載置輪郭部と支持輪郭部との間に、ばね要素6の中間脚部6cが収容されている。

図2と図3から比較的に明瞭に判るように、遮断器ハウジング2は複数の部分からなっている。遮断器ハウジングはハウジング本体2aとハウジングキャップ2bと2つのハウジングカバー2cを備えている。ハウジング本体2a内には接続チャンバ3〜5があり、この接続チャンバ内にはハウジング底2dに形成されたハウジング穴12、13が開口している。図2から判るように、過電流保護遮断器1が2極に形成されているので、接続チャンバ3〜5とそれに開口するハウジング穴12、13と接続レール7とばね要素6はそれに対応して複数倍設けられている。

ハウジング縦方向8に見て接続チャンバ3〜5と遮断器ハウジング2の操作側2eとの間には、接触チャンバ22(図3)がある。この接触チャンバ内にはスナップ式切換え機構が配置されている。このスナップ式切換え機構は操作側2eの切換えロッカーボタン23と協働する。ハウジングキャップ2bは組み立て状態で接触チャンバ22の範囲においてハウジング本体2aを覆っている。その際、切換えロッカーボタン23は、自由リリースの目的で手動で操作できるようにするために、遮断器ハウジング2からハウジングキャップ2bのキャップ開口24を越えて少なくとも部分的に突出している。両ハウジングカバー2cは好ましくはハウジング本体2aに係止可能であり、ハウジング本体2aの両側でハウジング本体内に設けられた接続チャンバ3〜5を覆っている。

スナップ式切換え機構は切換えロッカーボタン23に連結されたラッチレバー25を備えている。このラッチレバーは、自由端側に可動接点27を有する接触ばね26と協働する。この可動接点に対向して固定接点28が設けられている。この固定接点は可動接点27と共に接点対を形成している。ラッチレバー25にはリリースレバー29が連結されている。このリリースレバー自体は、U字形のバイメタルの形をした熱膨張要素30と協働する。バイメタル30はその両U字脚部を介して、接続チャンバ3と4内の両接続レール7を連結している。接続チャンバ3の接続レール7はそれ自体接触ばね26に、そしてこの接触ばねを介して可動接点27に導電的に接続されている。

この接続構造により、電流源/電圧源と負荷(消費部)との間に形成された過電流保護遮断器1では、負荷電流が常にバイメタル30を経て流れるので、過負荷の場合、すなわち過電流の結果、バイメタルが熱的なリリースを確実に生じることができる。そのために、バイメタル30が場合によってはその曲がりの結果リリースレバー29を操作するので、ラッチレバー25とリリースレバーのラッチ部が開放され、このラッチレバーによって接点対27、28の接触位置に保持された接触ばね26がそのばね戻し力の結果揺動し得るので、可動接点27と固定接点28との間の接触部が開放される。接触部開放は切換えロッカーボタン23を用いて手動で行うこともできる。この場合、切換えロッカーボタンがオフ位置に揺動させられ、それによってラッチレバー25が手動でラッチ解除される。

熱動過電流保護遮断器1は、0.05Aと20Aとの間の定格電流の強さにおける低ボルト範囲(250VACと50VDCまたは65VDC)の直流電圧および交流電圧のために設計され、特に電気機械、車両の搭載電源網、トランスおよび低電圧導線を保護するために設けられている。この場合、接続導線18は0.14mm²と4mm²との間の範囲の導線横断面積で締付け接触可能である。この場合、芯線スリーブを持っているかまたは持っておらずかつ合成樹脂スリーブを持っているかまたは持っていない、剛性のある接続導体だけでなく、封止されていないおよび封止されている可撓性の接続導体を使用することができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されない。専門家は本発明の対象を逸脱することなく、本発明の他の変形を導き出すことができる。特に、実施形態に関連して説明したすべての個々の特徴を、本発明の対象を逸脱することなく、他の方法で互いに組み合わせることができる。

1 過電流保護遮断器 2 遮断器ハウジング 2a ハウジング本体 2b ハウジングキャップ 2c ハウジングカバー 2d ハウジング底 2e 操作側 3 接続チャンバ 4 接続チャンバ 5 接続チャンバ 6 ばね要素 6a 第1ばね脚部 6b 第2ばね脚部 6c 中間脚部 7 接続レール 7a 第1レール脚部 7b 第2レール脚部 8 ハウジング縦方向 9 チャンバ外壁 10 チャンバ中間壁 11 ハウジング横方向 12 第1ハウジング穴 13 第2ハウジング穴 14 操作スリーブ 15 係止突起 16 縁部輪郭部 17 支持輪郭部 18 接続導線 19 導体端部 20 載置輪郭部 21 支持輪郭部 22 接触チャンバ 23 切換えロッカーボタン 24 キャップ開口 25 ラッチレバー 26 接触ばね 27 可動接点 28 固定接点 29 リリースレバー 30 バイメタル