AT505095B1 - Schutzschalter mit trennbarem Prüfblock - Google Patents

Abstract

Bei einem Schutzschalter (S), insbesondere Fehlerstromschutzschalter, mit einem vom Schutzschalter trennbaren Prüfblock (P) umfassend einen Prüftaster (2) zum Schließen einer Prüfstromstrecke wird zur einfacheren Anordnung elektronischer Bauteile vorgeschlagen, dass der Prüfblock (P) mit wenigstens einer Halterung (4) für zumindest ein elektronisches Bauelement (5) ausgebildet ist.

Description

österreichisches Patentamt AT505 095B1 2013-09-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Schutzschalter, insbesondere Fehlerstromschutzschalter, mit einem vom Schutzschalter trennbaren Prüfblock umfassend einen Prüftaster zum Schließen einer Prüfstromstrecke.

[0002] Schutzschalter und insbesondere Fehlerstromschutzschalter dienen dem Schutz elektrischer Anlagen und vor allem des Menschen. Zu diesem Zweck überwachen diese Schutzschalter den Stromfluss eines angeschlossenen Stromkreises um bei auftretenden Fehlströmen, den betreffenden Stromkreis vom Netz zu trennen.

[0003] Die gebräuchlichen vom Schutzschalter trennbaren Prüfblöcke haben den Vorteil, dass diese baugleich in mehreren unterschiedlichen Schutzschaltern appliziert werden können. Dadurch wird der Aufbau und die Fertigung der Schutzschalter vereinfacht und die Herstellungskosten verringert.

[0004] Des weiteren ist es bekannt im Gehäuse eines Fehlerstromschutzschalters elektronische Komponenten vorzusehen, bei welchen aufgrund des geringen zur Verfügung stehenden Raumes im Gehäuse deren Montage einen relativ hohen Arbeitsaufwand erfordert. Bei diesen elektronischen Komponenten kann es sich z.B. um Dioden zum Schutz gegen stoßartig auftretende transiente Vorgänge handeln.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Schutzschalter derart weiterzubilden, dass einerseits dessen Herstellungsaufwand, insbesondere im Rahmen einer automatisierten Fertigung weiter vereinfacht wird.

[0006] Erfindungsgemäß wird dies bei einem Schutzschalter der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass der Prüfblock mit wenigstens einer Halterung für zumindest ein elektronisches Bauelement ausgebildet ist.

[0007] Insbesondere kann hiedurch das zumindest eine elektronische Bauelement an dem vom Gehäuse des Schutzschalters getrennten Prüfblock vormontiert werden und die eigentliche Montage beschränkt sich nur mehr auf die Herstellung der Verbindung des zumindest einen elektronischen Bauteils mit der zugehörigen, im Gehäuse des Schutzschalters angeordneten Schaltungsanordnung.

[0008] In diesem Zusammenhang kann in Weiterführung der Erfindung vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Halterung an einer Außenseite des Prüfblocks angeordnet ist. Dies ermöglicht einen besonders einfachen Zugang zu der wenigstens einen Halterung bei der Bestückung ebendieser mit elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen und verringert den Platzbedarf im Inneren des Prüfblocks.

[0009] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Halterung einstückig an dem Prüfblock angeformt ist. Dadurch ergeben sich besonders niedrige Entstehungskosten, da nur ein Werkzeug für den entsprechenden Prüfblock benötigt wird, und zum Zusammenbau von Halterung und Prüfblock keine zusätzlichen Arbeitsschritte erforderlich sind.

[0010] Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Halterung wenigstens eine Rippe umfasst. Derartige Rippen bilden in einer einfachen Ausführung der Erfindung eine Aufnahme für elektrische und/oder elektronische Bauelemente und verhindern auf einfache Weise deren Versatz.

[0011] In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Rippe wenigstens einen Aufnahmeschlitz aufweist. Dies erlaubt in einfacher und vorteilhafter Weise die Aufnahme eines elektrischen und/oder elektronischen Bauelements, insbesondere bedrahteter Bauelemente, und sichert dieses gegen Versatz.

[0012] Eine Variante der Erfindung kann darin bestehen, dass der wenigstens eine Aufnahmeschlitz wenigstens eine Einführhilfe, insbesondere eine Abschrägung, aufweist. Dadurch wird 1 /9 österreichisches Patentamt AT505 095B1 2013-09-15 die Zuführung elektrischer und/oder elektronischer Bauelemente erleichtert. Dies ist vor allem bei automatisierter Bestückung vorteilhaft.

[0013] Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Halterung zwei gegenüberliegende Rippen mit jeweils einem Aufnahmeschlitz umfasst. Damit lassen sich einzelne bzw. mehrere parallel angeordnete axial bedrahtete elektrische und/oder elektronische Bauelemente wirkungsvoll in Achsrichtung der Bauelemente fixieren.

[0014] In Weiterführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Halterung wenigstens eine Arretiereinrichtung, insbesondere einen Schnapphaken, umfasst. Dadurch kann die Position elektrischer und/oder elektronischer Bauelemente einfach und wirkungsvoll arretiert werden.

[0015] Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen eine Ausführungsform dargestellt ist, näher beschrieben. Dabei zeigt: [0016] Fig. 1 [0017] Fig. 2 [0018] Fig. 3 [0019] Fig. 4 einen erfindungsgemäßen Schutzschalter mit einem Prüfblock; eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Prüfblocks in axo-nometrischer Darstellung mit einstückig angeformter Halterung und in der Halterung angeordneten elektronischen Bauelementen; ein Gehäuseteil eines Prüftastermodul gemäß Fig. 2; einen Schutzschalter gemäß Fig. 1 in Explosionsdarstellung.

[0020] Die Fig. 1 und 4 zeigen einen erfindungsgemäßen Schutzschalter S, insbesondere Fehlerstromschutzschalter, mit einem vom Schutzschalter S trennbaren Prüfblock P umfassend einen Prüftaster 2 zum Schließen einer Prüfstromstrecke, wobei der Prüfblock P mit wenigstens einer Halterung 4 für zumindest ein elektronisches Bauelement 5 ausgebildet ist. Derartige Prüfblöcke P vereinfachen den Aufbau und den Zusammenbau von Schutzschaltern S und insbesondere Fehlerstromschutzschaltern erheblich.

[0021] Prüftaster an Schutzschaltern S sind notwendig um auch im eingebauten Zustand die ordnungsgemäße Funktion des Schutzschalters S zu testen. Dadurch ist es jedermann möglich zu Überprüfen ob die Auslöseeinheit eines Schutzschalters S funktioniert.

[0022] Es ist bekannt die aus Sicherheitsgründen bei Schutzschaltern S, insbesondere bei Fehlerstromschutzschaltern vorgesehenen Prüftaster 2 modular in einem Prüfblock aufzubauen und dergestalt in einem Schutzschalter anzuordnen. Durch den modularen Aufbau können baugleiche Prüfblöcke P in beliebige Schutzschalter S, mit lediglich identen mechanischen und elektrischen Anschlüssen, integriert werden.

[0023] Bei einem erfindungsgemäßen Schutzschalter S kann der trennbare Prüfblock P in unterschiedlichsten Varianten ausgeführt sein. In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schutzschalter S weist der trennbare Prüfblock P mehrere, insbesondere zwei, lösbar verbindbare Gehäuseteile 6 auf. Durch einen mehrteiligen Aufbau des Gehäuses 1 ist ein einfacher Auf- und Zusammenbau eines erfindungsgemäßen Prüfblocks P gegeben. Es können jedoch auch andere Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Prüfblocks P vorgesehen sein, so etwa von der Art einer offenen Skelettbauweise oder eines vollkommen geschlossenen bzw. teilweise offenen Gehäuses 1.

[0024] Es sei festgestellt, dass der Einsatz eines erfindungsgemäßen Schutzschalters S nicht auf ein bestimmtes Anwendungsgebiet beschränkt ist, vielmehr ist die Anwendung für jede regional- bzw. anwendungstypische Betriebsspannung (wie etwa 5V, 12V, 24V, 28V, 110V, 200V, 240V, 380V, 400V) Betriebsstrom bzw. Betriebsfrequenz (wie etwa 16 2/3 Hz, 50Hz, 60Hz, 400Hz) vorgesehen.

[0025] In einer typischen Ausführung eines erfindungsgemäßen Schutzschalters S finden sich neben dem Prüfblock P elektrische und/oder elektronische Bauelemente 5 im selben Gerät, oft in unmittelbarer räumlicher Nähe zu dem Prüfblock P. Derartige elektrische und/oder elektroni- 2/9 österreichisches Patentamt AT505 095B1 2013-09-15 sehe Bauelemente 5 können eine Vielzahl an Aufgaben erfüllen. Es ist oftmals gängige Praxis derartige elektrische und/oder elektronische Bauelemente 5, vor allem wenn diese lediglich in einer geringen Anzahl in einem Schutzschalter S auftreten frei verdrahtet anzuordnen. Eine derartige Freiverdrahtung ist weitgehend nur manuell aufzubauen. Dies führt bedingt durch die Freiverdrahtung zu hohen Fertigungskosten. Weiters sind Veränderungen und Anpassungen an neue Aufgaben, in einer derartigen Anordnung nur bedingt durchführbar.

[0026] Ein erfindungsgemäßer Schutzschalter S gemäß dem Patentanspruch 1 ermöglicht die Anordnung elektrischer und/oder elektronischer Bauelemente 5 in einer Halterung 4 am Prüfblock P. Dadurch wird der Aufbau erfindungsgemäßer Schutzschalter S wesentlich vereinfacht. Des weiteren kann ein derartiger Prüfblock P vor dem Einbau mit den elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen 5 bestückt werden. Eine derartige Bestückung ist weitestgehend automatisierbar und damit kostenschonend und weist meist nur geringe Fehler auf.

[0027] Erfindungsgemäß ist jede Art und Anzahl elektrischer und/oder elektronischer Bauelemente 5, wie etwa Widerstände (incl. NTC, PTC, Varistor, etc.), Photozellen, Kondensatoren, Spulen, Dioden, LED, Glühlampen, Transistoren, Tyristoren, Hallsensoren, OPV, IC, DSP, Mikrocontroller, Mikroprozessoren, sowie Elektromechanikkomponenten wie etwa Relais oder Lüfter, zur Aufnahme in einer Halterung 4 eines erfindungsgemäßen Prüfblocks P vorgesehen. Die Art der Verbindung der in der wenigstens einen Halterung 4 angeordneten Bauelemente 5 mit dem Schutzschalter S in welchem ein erfindungsgemäßer Prüfblock P angeordnet ist, ist nicht erfindungswesentlich. Es ist vorgesehen, die in der wenigstens einen Halterung 4 angeordneten Bauelemente 5 etwa über Steckkontakte, Crimpkontakte, Schraubkontakte bzw. durch Löten über Verbindungsleitungen mit der weiteren Vorrichtung zu verbinden, bzw. durch Kontakte an den Bauelementen 5, welche beim Einbringen des erfindungsgemäßen Prüfblocks P in eine Vorrichtung bzw. Anordnung, mit äquivalenten Kontakten in besagter Vorrichtung bzw. Anordnung in Interaktion treten.

[0028] Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die wenigstens eine Halterung 4 an einer Außenseite 3 des Prüfblocks P angeordnet ist. Dadurch ist das Platzangebot im Inneren des Prüfblocks P unwesentlich für die an diesem angeordneten Bauteile 5. Dadurch können die Abmessungen des Prüfblocks P gering und unabhängig von den Abmessungen der an diesem angeordneten Bauelemente 5 gehalten werden. Weiters ermöglicht dies die einfache und weitestgehend automatisierte Bestückung der Halterung 4, da diese an der einfach zugänglichen Außenseite 3 des erfindungsgemäßen Prüfblocks P angeordnet ist. Die konkrete Position der Halterung 4 am Gehäuse 1 bzw. an einem Gehäuseteil 6 des erfindungsgemäßen Prüfblocks P ist erfindungsunwesentlich und nur von der Art und den Anforderungen der Anwendung abhängig. In diesem Sinne stellen die Fig. 2 und 3 nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Prüftastermoduls P dar.

[0029] Im Sinne einer günstigen Fertigung, Lagerhaltung und Bestückung, kann es sich als vorteilhaft erweisen, dass die wenigstens eine Halterung 4 einstückig an dem Prüfblock P angeformt ist. Dadurch ist es möglich, sofern der Prüfblock z.B.: in Kunststoffspritzguss bzw. einem artverwandten Herstellungsverfahren erzeugt wird, dieses und die Halterung 4 in nur einem Arbeitsschritt, mit nur einem Werkzeug herzustellen. Dies ist vor allem bei Großserienproduktion vorteilhaft. Eine weitere Möglichkeit einer einstückigen Ausführung von Prüfblock P und Halterungen 4 ist, diese aus dem Vollen herauszuarbeiten, etwa durch feilen, stemmen, fräsen, erodieren oder ätzen. Dies kann beim Bau von Prototypen, Kleinserien und Sonderanwendungen von Vorteil sein. Dabei kann es auch vorgesehen sein die Halterung 4 z.B. mittels Steckkontakte, Presskontakte, Nieten oder lösbaren Verbindungsmitteln (etwa Schrauben) bzw. Mittels Verfahren wie Schweißen oder Kleben an einem Gehäuseteil 6 bzw. dem Gehäuse 1 anzuordnen.

[0030] Für die Anordnung von Bauelementen 5 in der Halterung 4 ist es von Vorteil, dass die wenigstens eine Halterung 4 wenigstens eine Rippe 41 umfasst. Eine derartige Rippe 41 dient als Aufnahme und/oder als Anschlagelement für anzuordnende Bauelemente 5. Die Anzahl, sowie die konkrete Ausführung der Rippen 41 ist nicht erfindungswesentlich, vielmehr ist jede 3/9 österreichisches Patentamt AT 505 095 B1 2013-09-15

Art, Anzahl sowie Ausführung in Form, Material und Oberflächenbeschaffenheit vorgesehen, sofern dies durch die anzuordnenden Bauelemente 5 notwendig erscheint, bzw. deren Befestigung in der Halterung 4 verbessert und/oder deren Einbringen in die Halterung 4 vereinfacht. In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Prüfblocks P sind zwei Rippen 41 vorgesehen. In einer besonders einfachen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Prüfblocks P kann vorgesehen sein nur eine Rippe 41 vorzusehen, und die anzuordnenden Bauelemente 5 zwischen der einen Rippe 41 und einer Gehäusewand bzw. einem Gehäuseteil 6 anzuordnen.

[0031] Vor allem für das Anordnen bedrahteter Bauelemente 5 hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die wenigstens eine Rippe 41 wenigstens einen Aufnahmeschlitz 42 aufweist. Dies ermöglicht neben der Funktion der Rippe 41 bzw. Rippen 41 als Anschlagelemente die präzise Bestückung der Halterung 4. Durch die Positionierung der Anschlussdrähte 51 in den Aufnahmeschlitzen 42 ist die exakte Position der Bauteile 5 und/oder der Anschlussdrähte 51 weitgehend bekannt, was die automatisierte Weiterverarbeitung vereinfacht und Fehler durch Fehllage eines Bauelements 5 weitestgehend ausschaltet. Es sei festgestellt, dass Anzahl und Ausführung besagter Aufnahmeschlitze 42 von den aufzunehmenden Bauelementen 5 abhängen kann und somit nicht erfindungswesentlich ist. Vielmehr kann vorgesehen sein die Aufnahmeschlitze 42 an die aufzunehmenden Bauelemente 5 anzupassen. Es kann auch vorgesehen sein, dass anstatt oder zusammen mit dem wenigstens einem Aufnahmeschlitz mindestens ein Loch mit rundem bzw. eckigem Querschnitt, zur Aufnahme stiftförmiger Kontakte bzw. Befestigungsmitteln (Stifte, Schrauben) vorgesehen ist. Weiters kann vorgesehen sein Aufnahmebohrungen mit Gewinden zur Aufnahme von Befestigungsschrauben zu versehen.

[0032] Es ist weiters vorgesehen, vor allem zum Vereinfachen der automatisierten Bestückung, dass der wenigstens eine Aufnahmeschlitz 42 wenigstens eine Einführhilfe 43, insbesondere eine Abschrägung, aufweist. Eine derartige Einführhilfe 43 kann abhängig von den zu bestückenden Bauelementen 5 die Anforderungen an den Bestückungsautomaten reduzieren. Durch die Einführhilfen 43 steigen die Toleranzen innerhalb derer ein Bauelement 5 zu positionieren ist, um noch einwandfrei von der Halterung 4 aufgenommen zu werden. Die Art und Ausführung der vorgesehenen Einführhilfen 43 ist für die Erfindung unwesentlich. Die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Ausführung mittels Abschrägung stellt nur eine bevorzugte unter vielen möglichen Ausführungen dar. Eine weitere mögliche Ausführung sieht das Abrunden (sowohl konvex als auch konkav) der betreffenden Ecken vor. Beim Vorsehen von Aufnahmelöchern ist äquivalent das Abrunden, Abschrägen bzw. Ansenken der Lochrandbereiche vorgesehen.

[0033] Schutzschalter S haben die Aufgabe Menschen und/oder Anlagen vor Verletzungen oder Beschädigungen zu bewahren.

[0034] Das Stromversorgungsnetz versorgt den Anwender nicht nur mit Strom der erwarteten Versorgungsspannung (z.B.: 240V/50Hz in Europa), sondern auch mit einer Vielzahl unerwünschter Transienten, die zu Fehlauslösungen fuhren können. Fehlauslösungen kosten nicht nur Zeit und Geld, sondern können auch zu einem Tausch einer intakten Komponente führen.

[0035] Um dem entgegenzuwirken ist es bekannt, in Schutzschaltern S, insbesondere in Fehlerstromschutzschaltern, elektrische und/oder elektronische Bauelemente 5 vorzusehen die schmutzige Transienten, sofern diese kein Sicherheitsrisiko darstellen von den Auslöseschaltungen fernzuhalten. Es ist bekannt derartige Bauelemente 5 in Schutzschaltern S, insbesondere in Fehlerstromschutzschaltern, frei verdrahtet vorzusehen.

[0036] In einer bevorzugten Anwendung kommen zu diesem Zweck Dioden, vorzugsweise derer zwei, zum Einsatz. Diese elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente 5, insbesondere diese Dioden, können in der wenigsten einen Halterung 4 eines erfindungsgemäßen Prüfblocks P angeordnet werden.

[0037] Zum Anordnen axial bedrahteter Bauelemente 5, wie etwa Dioden, hat es sich als vorteilhaft ergeben, dass die wenigstens eine Halterung 4 zwei gegenüberliegende Rippen 41 mit jeweils einem Aufnahmeschlitz 42 umfasst. Dadurch werden axial bedrahtete Bauelemente 5 4/9 österreichisches Patentamt AT505 095B1 2013-09-15 jeglicher Art in axialer Richtung fixiert. Es kann auch vorgesehen sein, zwei seriell verbundene axial bedrahtete Bauelemente 5 an nur einer Rippe 41 anzuordnen, indem die Rippe 41 zwischen den, dicht beieinander angeordneten Bauelementen 5 platziert ist und dergestalt die Bauelemente 5 am axialen Versatz hindert.

[0038] Um die in der wenigstens einen Halterung 4 angeordneten Bauelemente 5 am Herausrutschen bzw. Herausfallen zu hindern, kann es vorteilhaft sein, dass die wenigstens eine Halterung 4 wenigstens eine Arretiereinrichtung 44, insbesondere einen Schnapphaken 45, umfasst. Eine derartige Arretiereinrichtung 44 soll die Bauelemente 5 in der Halterung 4 festhalten. In einfachster Ausführung kann dies durch Reibschluss der Bauteile 5 an den Rippen 41 bzw. den Aufnahmeschlitzen 42 erfolgen. Dies kann den Nachteil haben, dass mittels Reibschluss fixierte Bauelemente 5 schwer zu entfernen sein können bzw. nur unter Beschädigung des Bauelementes 5 bzw. der Halterung 4. Daher kann das Vorsehen eines sog. Schnapphakens 45 vorteilhaft sein. Dadurch ist es möglich Bauelemente 5 dauerhaft und sicher zu fixieren, und diese bei Bedarf, unter nur geringem Kraftaufwand, zu entfernen bzw. auszutauschen. Ein derartiger Schnapphaken 45 kann zusammen mit der restlichen Halterung 4 sowohl separat als auch einstückig mit dem Gehäuse 1 bzw. dem Gehäuseteil 6 ausgeführt werden. 5/9

Claims (8)

1. österreichisches Patentamt AT 505 095 B1 2013-09-15 Patentansprüche 1. Schutzschalter (S), insbesondere Fehlerstromschutzschalter, mit einem vom Schutzschalter trennbaren Prüfblock (P) umfassend einen Prüftaster (2) zum Schließen einer Prüfstromstrecke, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfblock (P) mit wenigstens einer Halterung (4) für zumindest ein, einer weiteren, im Schutzschalter angeordneten, Schaltungsanordnung zugeordnetes, elektronisches Bauelement (5) ausgebildet ist.
2. 2. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Halterung (4) an einer Außenseite (3) des Prüfblock (1) angeordnet ist.
3. 3. Schutzschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Halterung (4) einstückig an dem Prüfblock (1) angeformt ist.
4. 4. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Halterung (4) wenigstens eine Rippe (41) umfasst.
5. 5. Schutzschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Rippe (41) wenigstens einen Aufnahmeschlitz (42) aufweist.
6. 6. Schutzschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Aufnahmeschlitz (42) wenigstens eine Einfuhrhilfe (43), insbesondere eine Abschrägung, aufweist.
7. 7. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Halterung (4) zwei gegenüberliegende Rippen (41) mit jeweils einem Aufnahmeschlitz (42) umfasst.
8. 8. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Halterung (4) wenigstens eine Arretiereinrichtung (44), insbesondere einen Schnapphaken (45), umfasst. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 6/9