Überwachungseinrichtung zur Anzeige des Erdungszustandes von elektrischen Geräten Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrich tung zur Anzeige des Erdungszustandes von elektri schen Geräten, z. B. von Haushaltgeräten oder trag baren Handwerkzeugen, wie elektrisch betriebenen Bohrmaschinen. Der im folgenden verwendete Aus druck Gerät soll ganz allgemein elektrische Appa rate jeder Art bezeichnen.
Eine gute Erdung ist sehr wichtig für den Schutz des Verbrauchers bei der Verteilung und dem Ver brauch von elektrischer Energie, insbesondere in An betracht der ständig wachsenden Zahl von Elektro geräten im Haushalt, wie Waschmaschinen, Bügel eisen und elektrischen Handwerkzeugen, die in und ausser Haus und in Gewerbebetrieben Verwendung finden.
Das Ziel der Erfindung liegt in der Schaffung einer einfachen, aber wirksamen Einrichtung, die optisch anzeigt, ob der Verbraucher ohne Gefahr ein an ein elektrisches Stromversorgungsnetz angeschlos senes Elektrogerät verwenden kann.
Die erfindungsgemässe Überwachungseinrichtung für den Erdungszustand eines Elektrogerätes ist da durch gekennzeichnet, dass ein von einem mit der Erde verbundenen Stromversorgungsnetz ständig zur Erde fliessender Strom über eine optische Anzeige vorrichtung geführt ist, die im Stromkreis des Er dungsleiters liegt und an den Metallkörper des Ge rätes angeschlossen ist, derart, dass die Anzeigevor richtung angibt, ob der Metallkörper über den Er dungsleiter mit der Erde leitend verbunden ist.
Die Lampe oder sonstige optisch wirksame An zeigevorrichtung besitzt vorzugsweise einen geringen Stromverbrauch.
Die Einrichtung kann so ausgeführt sein, dass die gewünschte Anzeige des richtigen Erdungszustan des des Gerätes geliefert wird, bevor das Gerät ein- geschaltet wird. Um dieses zu erreichen, kann ein Schalter des Gerätes in der Stromzuleitung an einer Stelle angeordnet sein, die zwischen der Über wachungseinrichtung und dem Gerät liegt.
Die Einrichtung zur optischen Anzeige des Er dungszustandes kann eine Neonlampe sein, die zum Glimmen kommt, wenn die Stromzuführungsleitun gen des Gerätes an das Netz angeschlossen sind, und zwar bevor der Netzschalter des Gerätes geschlossen ist.
In der beiliegenden Zeichnung sind einige bei spielsweise Ausführungsformen der Erfindung dar gestellt. Darin zeigen: Fig. 1 das Schaltbild .eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Überwachungseinrichtung, Fig. 2 das Schaltbild eines anderen Ausführungs beispiels, Fig.3 das Schaltbild einer Variante der Aus führungsform nach Fig. 1, Fig.
4 eine Vorderansicht einer Überwachungsein richtung, in einen elektrischen Schutzkontaktstecker eingebaut, mit entferntem Vorderteil des Stecker gehäuses, Fig. 5 einen Isolierträger der Einrichtung nach Fig. 4, auf welchem die Schaltungsteile befestigt sind und der in das Steckergehäuse einbaubar ist, Fig. 6 die Vorderansicht des Vorderteils des Ge häuses des in Fig. 4 gezeigten Steckers, Fig. 7 eine Teilansicht mit weggebrochenen Teilen eines tragbaren Elektrowerkzeuges, das mit der Über wachungseinrichtung ausgestattet ist,
zur Darstellung der Befestigung der Anzeigevorrichtung für den Er dungszustand, Fig. 8 ein Schaubild des in Fig. 7 teilweise ge zeigten Werkzeuges, zur Darstellung bestimmter Einzelheiten des Gehäuses, und Fig. 9 die Schaltungselemente der Überwachungs einrichtung, die zum Einbau in ein Elektrogerät als vorgefertigte Einheit zusammengebaut sind.
Das im Schaltbild nach Fig. 1 gezeigte, tragbare Elektrogerät, z. B. eine elektrische Bohrmaschine, besitzt ein Metallgehäuse 1, in welchem ein Elektro motor 2 angebracht ist. Der Motor 2 weist Feld wicklungen 3 und 4 auf, die über einen Schalter 6 mit Stromzuleitungen 7 und 8 verbindbar sind', die an einen nicht gezeichneten Stecker angeschlossen sind, der in eine elektrische Netzsteckdose eingesteckt werden kann. Mit dem Gehäuse 1 ist ein Erdungs leiter 9 verbunden, der an einen Erdungskontakt des Steckers angeschlossen werden kann. Beim Anschluss an ein Wechselstromnetz steht die Leitung 7 unter Spannung, während die Leitung 8 geerdet ist.
Bei Gleichstromversorgung sind die Leitungen 7 bzw. 8 die positive bzw. die negative Leitung. Widerstände 10 und 11 liegen in Serie miteinander zwischen der Leitung 7 und dem Erdungsleiter 9. Eine Glimm lampe 12 ist so angeordnet, dass sie von der Mittel anzapfung der Widerstände zu dem Erdungsleiter 9 führt. Man erkennt, dass die Anordnung so getrof fen ist, dass nach dem Einstecken des Steckers in die Netzsteckdose bei offenem Schalter 6 ein Strom fluss von der Leitung 7 über den Widerstand 10 und! die Neonlampe 12 zum Erdungsleiter 9 stattfindet, so dass die Neonlampe zum Glimmen kommt. Dies gibt dem Benützer des Gerätes eine Anzeige, dass der Erdungsstromkreis einwandfrei arbeitet und dass der Schalter 6 ohne Gefahr geschlossen werden kann.
Dieser Schalter 6 liegt dementsprechend zwi schen dem Gerät und dem Verbindungspunkt des Widerstandes 10 mit der Stromzuleitung 7. Wenn der Schalter 6 geschlossen ist, glimmt die Neonlampe so lange weiter, wie der Erdungsstromkreis einwandfrei arbeitet.
Bei der in Fig. 2 gezeigten, abgeänderten Schal tung liegen die Widerstände 10 und 11 nicht in Serie wie bei der Schaltung von Fig. 1, sondern sie sind parallel zueinander angeordnet, wobei die eine Klemme der Neonlampe mit dem Gehäuse 1 ver bunden ist.
Bei der in Fig. 3 gezeigten geringfügigen Abände rung der Schaltung von Fig. 1 ist eine Sicherung 13 in Serie mit dem Widerstand 10 angeordnet.
Die Widerstände 10 und 11 sind im allgemeinen so gewählt, dass der Widerstand 10 etwa 3 Megohm und der Widerstand 11 etwa 2 Megohm beträgt, ob gleich diese Werte zur Anpassung an bestimmte An wendungszwecke und Spannungen geändert werden können. Sie können beispielsweise 2,2 Megohm für den Widerstand 10 und 1,0 Megohm für den Wider stand 11 oder auch 1,5 Megohm für den Widerstand 10 und 0,5 Megohm für den Widerstand 11 betragen.
Die Widerstandswerte der Widerstände und der Neonlampe sind so gewählt, dass der Strom im Er- d'ungsstromkreis weniger als 10 Milliampere, zweck mässig etwa 0,1 Miniampere beträgt. Der Stromverbrauch der Neonlampe liegt zweck mässig in der Grössenordnung von 0,03 Milliampere.
Die Sicherung 13 wird für etwa 10 Miniampere bemessen. Sie wirkt als Schutz für den Fall eines nachlässigen Zusammenbaues des Überwachungs stromkreises, so dass bei unrichtigen Werten der Wi derstände 10 und<B>11</B> die Sicherung durchbrennt und einen übermässigen Stromfluss durch das Gehäuse des Gerätes verhindert.
Als Sicherung können die unter der Bezeichnung Micro oder Mini bekannten Typen verwendet werden.
Der Widerstand 11 kann gegebenenfalls in den dargestellten Schaltungen weggelassen werden, wobei in diesem Fall der Stromfluss von der Leitung 7 über den Widerstand 10 und die Neonlampe 12 direkt zum Erdungsleiter 9 führt. Der Widerstand 11 hat haupt sächlich den Zweck, einen Spannungsteiler zu bilden, der die Wirkung der Körperkapazität und oder der Körperleitfähigkeit aufhebt, die dann, wenn das Ge rät, mit welchem der Überwachungskreis verbunden ist, von einer Bedienungsperson gehalten wird, ein Glimmen der Neonlampe hervorrufen könnte, selbst wenn die Erdung des Leiters 9 nicht einwandfrei ist.
Gegebenenfalls kann die in Fig. 1 bis 3 darge stellte Überwachungseinrichtung in einen Schutzkon taktstecker eingebaut werden, der zwei Anschluss stifte für den elektrischen Strom und einen Erdungs kontakt besitzt. In Fig. 4 und 5 ist eine solche Aus führungsform dargestellt.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist das Steckergehäuse 14 mit Federklammern 15 und 16 zur Aufnahme der Sicherung 13 versehen. Die Federklammer 15 ist mit dem Kontakt des Steckers verbunden, der an die stromführende Leitung 7 angeschlossen ist, wäh rend die Federklammer 16 mit einer metallischen Kontaktplatte 17 in Verbindung steht, die an einem abnehmbaren Isolierträger 18 angebracht ist. Der Isolierträger 18 trägt ferner die Widerstände 10 und! 11 und die Neonlampe 12, und er ist mit einer wei teren Kontaktplatte 19 versehen, welche mit der Erdungsklemme 20 des Steckers in Berührung kommt.
Der Isolierträger 18 lässt sich zusammen mit den durch die Widerstände 10 und 11, die Neonlampe 12 und die Kontaktplatten 17 und 19 gebildeten Schal tungselementen als eine Einheit von dem Stecker gehäuse abnehmen, wie in Fig. 5 gezeigt ist.
Der Deckel 21 des Steckers ist mit einem Fenster 22 versehen, wie in Fig. 6 dargestellt ist, so d'ass die Neonlampe 12 von der Aussenseite des Steckergehäu- ses her sichtbar ist.
In Fig. 7 und 8 ist gezeigt, wie die Neonlampe 12 in dem Gehäuse la eines tragbaren Elektrowerkzeu ges, z. B. einer Bohrmaschine, befestigt werden kann. Hierzu wird die Lampe 12 in einer Ausnehmung 23 angebracht, die innerhalb des Gehäuses la vorge sehen ist. Ein Durchblickfenster 24 ist an der Ober seite des Gehäuses la angebracht, und eine Klammer 25 ist am Gehäuse la mittels einer Schraube 26 be- festigt. Die Klammer 25 hält die Lampe 12 fest in der Ausnehmung 23.
Gegebenenfalls kann eine Überwachungseinrich tung in Form einer vorgefertigten Einheit aus den Widerständen 10 und 11 und der Neonlampe 12 hergestellt werden, wie in Fig.9 gezeigt ist. Diese Einheit kann leicht in vorhandene Geräte eingebaut werden, die einen Erdungsleiter besitzen.
Die Überwachungseinrichtung kann vollständig im Inneren des Gehäuses des Gerätes untergebracht wer den, und der Schalter 6, der einpolig oder zwei polig ausgeführt sein kann, kann ebenfalls an oder in dem Gehäuse des Gerätes angebracht werden.
Wenn die Vorrichtung in einem Schutzkontakt stecker angebracht wird, wie beispielsweise in Fig. 4 bis 6 gezeigt ist, kann der Stecker so ausgeführt sein, dass er nicht nur für den üblichen Zweck zum An schluss eines Elektrogerätes an einem Stromversor gungsnetz dient, sondern, dass er auch als schnelle und billige elektrische Anzeigeeinrichtung dienen kann, mit welcher nachgeprüft werden kann, ob die Anschlüsse in der Netzsteckdose, einschliesslich des Erdungsanschlusses, einwandfrei sind. In diesem Fall kann der Erdungskontakt weggelassen werden, und die Anzeigeeinrichtung kann abgeschlossen wer den, so dass sie nicht mehr als Stecker verwendbar wird. Da ferner der Körper eines solchen Anzeige gerätes aus einem Material besteht, das einen hohen elektrischen Widerstand besitzt, kann der Widerstand l l weggelassen werden.
Bei Verwendung des Schutz kontaktsteckers muss natürlich Vorsorge getroffen werden, dass die Zuleitungen zu dem Gerät mit den richtigen Klemmen des Steckers verbunden sind.
Ein weiterer Vorteil der beschriebenen über wachungseinrichtung besteht darin, dass nach ihrem Anbringen an den Stromkreis des Gerätes infolge der ständig stattfindenden Entladung zur Erde der Be nutzer keinen Schlag durch statische Elektrizität er leiden kann, falls er zufällig einen Steckerstift berührt, nachdem dieser aus der Steckdose entnommen wor den ist.
Die Serienschaltung der Widerstände 10 und 11, die in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ergibt einen Span nungsteiler, der, wie oben erwähnt, die Auswirkun gen der Körperkapazität und/oder der Körperleitfähig keit aufhebt, die auftreten können, wenn das Gerät, in welchem die Anordnung angebracht ist, von einer Bedienungsperson gehalten wird, wodurch es vor kommen könnte, dass die Neonlampe 12 zum Glim men kommt, selbst wenn der Erdungsstromkreis nicht einwandfrei ist.
Wenn die Überwachungseinrichtung in dem Gerät eingebaut ist, zeigt das Glimmen der Anzeige vorrichtung dem Benutzer: 1. dass eine Erdverbindung besteht, 2. dass das Gerät an einem elektrischen Stromkreis angeschlossen ist und darauf geachtet werden muss, dass es bei Betätigung des Schalters in Be trieb gesetzt wird, 3. dass die unter Spannung stehende und die ge erdeten Leitungen richtig angeschlossen sind. Es kann häufig vorkommen, dass der Benützer diese Anschlüsse im Stecker vertauscht, was natürlich gefährlich sein kann.
Es ist selbstverständlich, dass die beschriebene Einrichtung nicht nur an einer elektrisch betriebenen Handbohrmaschine oder an einem sonstigen Werk zeug, sondern auch an anderen mit Erdungsleitungen versehenen elektrischen Apparaten angebracht wer den kann.
Wenn ein Gerät ausschliesslich für den Betrieb mit Wechselstrom bestimmt ist, kann anstelle des Widerstandes 11 ein Kondensator mit geringer Ka pazität verwendet werden.