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Die Erfindung betrifft ein Schutzschaltgerät gemäß dem Patentanspruch 1.
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Es sind Schutzschaltgeräte mit sog. Doppelunterbrechung, bei welcher mittels einer beweglichen Schaltbrücke zwei gehäusefeste Kontakte zum Einschalten des Schutzschaltgeräts verbunden bzw. zum Ausschalten desselben getrennt werden, seit langem bekannt. Diese finden insbesondere dort Anwendung, wo bei begrenztem Raum hohe Spannungen geschaltet werden sollen, sowie bei Gleichstromanwendungen.
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Nachteilig an derartigen bekannten Schutzschaltgeräten mit Doppelunterbrechung ist die hohe Belastung der Schaltkontakte. Insbesondere bei Gleichstromschutzschaltgeräten ist dies besonders problematisch. Da Gleichstrom keinen Nulldurchgang der Spannung aufweist, sind bei solchen Anwendungen die Schaltkontakte durch Schaltlichtbögen besonders beansprucht. Weiters ist bei Gleichstromschutzschaltgeräten der Umstand problematisch, dass diese meistens zufolge einer eindeutigen Polarität angeschlossen werden müssen. Ein falsch angeschlossenes Gleichstromschutzschaltgerät kann bereits im Falle des eines betriebsgemäßen Abschaltens des Nennstromes in Brand geraten.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Schutzschaltgerät der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, und welches eine lange Lebensdauer sowie eine hohe Betriebssicherheit aufweist.
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Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.
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Dadurch kann die Abnutzung der Kontakte reduziert werden. Dadurch kann die Lebensdauer eines Schutzschaltgeräts vergrößert werden. Durch die Umkehr der Stromflussrichtung durch das Schutzschaltgerät bei jedem erneuten Einschalten, ist das Schutzschaltgerät zudem verpolungssicher, wodurch Unfälle aufgrund falschen Anschlusses bei Gleichstrom vermieden werden.
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Die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
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Ausdrücklich wird hiermit auf den Wortlaut der Patentansprüche Bezug genommen, wodurch die Ansprüche an dieser Stelle durch Bezugnahme in die Beschreibung eingefügt sind und als wörtlich wiedergegeben gelten.
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Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen lediglich bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt:
- 1 ein Blockschaltbild eines gegenständlichen Schutzschaltgeräts im ausgeschalteten Zustand;
- 2 eine Anordnung von Teilen eines gegenständlichen Schutzschaltgeräts im ausgeschalteten Zustand in axonometrischer Ansicht;
- 3 die Anordnung gemäß 2 im ersten eingeschalteten Zustand;
- 4 die Anordnung gemäß 2 im zweiten eingeschalteten Zustand
- 5 die Löschkammern und Kontakte der Anordnung gemäß 2 im ausgeschalteten Zustand im Grundriss.
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Die 1 zeigt ein Schutzschaltgerät 1, insbesondere ein Gleichstromschutzschaltgerät, mit einer ersten Anschlussklemme 2 und einer zweiten Anschlussklemme 3, wobei die erste Anschlussklemme 2 mit einem ersten gehäusefesten Schaltkontakt 5 und einem zweiten gehäusefesten Schaltkontakt 6 des Schutzschaltgeräts 1 leitend verbunden ist, wobei die zweite Anschlussklemme 3 mit einem dritten gehäusefesten Schaltkontakt 7 und einem vierten gehäusefesten Schaltkontakt 8 des Schutzschaltgeräts 1 leitend verbunden ist, wobei das Schutzschaltgerät 1 einen Handschalthebel 9 aufweist, welcher Handschalthebel 9 mit einem Schaltschloss 10 des Schutzschaltgeräts 1 wirkverbunden ist, wobei das Schaltschloss 10 die Bewegungen einer beweglichen Schaltbrücke 4 des Schutzschaltgeräts 1 steuert, welche Schaltbrücke 4 einen ersten Kontaktteil 11 und einen zweiten Kontaktteil 12 aufweist, welche leitend miteinander verbunden sind,
- - wobei in einem ersten eingeschalteten Zustand des Schutzschaltgeräts 1 der erste Kontaktteil 11 den ersten gehäusefesten Schaltkontakt 5 kontaktiert, und der zweite Kontaktteil 12 den dritten gehäusefesten Schaltkontakt 7 kontaktiert,
- - wobei in einem zweiten eingeschalteten Zustand des Schutzschaltgeräts 1 der erste Kontaktteil 11 den vierten gehäusefesten Schaltkontakt 8 kontaktiert, und der zweite Kontaktteil 12 den zweiten gehäusefesten Schaltkontakt 6 kontaktiert,
- - wobei in einem ausgeschalteten Zustand des Schutzschaltgeräts 1 der erste Kontaktteil 11 und der zweite Kontaktteil 12 zum ersten gehäusefesten Schaltkontakt 5, zum zweiten gehäusefesten Schaltkontakt 6, zum dritten gehäusefesten Schaltkontakt 7 und zum vierten gehäusefesten Schaltkontakt 8 beabstandet angeordnet sind.
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Dadurch kann die Abnutzung der Kontakte 5, 6, 7, 8, 11, 12 reduziert werden. Dadurch kann die Lebensdauer eines Schutzschaltgeräts 1 vergrößert werden. Durch die Umkehr der Stromflussrichtung durch das Schutzschaltgerät 1 bei jedem erneuten Einschalten, ist das Schutzschaltgerät 1 zudem verpolungssicher, wodurch Unfälle aufgrund falschen Anschlusses bei Gleichstrom vermieden werden.
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Das gegenständliche Schutzschaltgerät 1 kann für Wechselstrom und/oder Gleichstrom ausgelegt werden, wobei dieses insbesondere für die Anwendung bei Gleichstrom vorteilhaft ist. Das gegenständliche Schutzschaltgerät 1 ist daher bevorzugt ein Gleichstromschutzschaltgerät.
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Das Schutzschaltgerät 1 weist bevorzugt ein Isolierstoffgehäuse auf.
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Das gegenständliche Schutzschaltgerät 1 weist, wie in den Figuren dargestellt, wenigstens eine Schaltstrecke auf, kann jedoch auch eine größere Anzahl an Schaltstrecken aufweisen, insbesondere zwei, drei oder vier Schaltstrecken.
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Das Schutzschaltgerät 1 weist je Schaltstrecke eine erste Anschlussklemme 2 und eine zweite Anschlussklemme 3 auf, welche von außen zugänglich sind. Jede dieser Anschlussklemmen 2, 3 ist jeweils mit zwei gehäusefesten Schaltkontakten 5, 6, 7, 8 schaltungstechnisch bzw. leitend verbunden. Dabei ist vorgesehen, dass die erste Anschlussklemme 2 mit einem ersten gehäusefesten Schaltkontakt 5 des Schutzschaltgeräts 1 und einem zweiten gehäusefesten Schaltkontakt 6 des Schutzschaltgeräts 1 leitend verbunden ist. Der erste und der zweite gehäusefeste Schaltkontakt 5, 6 sind parallel geschaltet. Weiters ist vorgesehen, dass die zweite Anschlussklemme 3 mit einem dritten gehäusefesten Schaltkontakt 7 des Schutzschaltgeräts 1 und einem vierten gehäusefesten Schaltkontakt 8 des Schutzschaltgeräts 1 leitend verbunden ist. Der dritte und der vierte gehäusefeste Schaltkontakt 7, 8 sind parallel geschaltet.
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Zum Herstellen einer leitenden Verbindung durch das Schutzschaltgerät 1 weist dieses eine bewegliche Schaltbrücke 4 auf, welche hiezu jeweils einen der gehäusefesten Schaltkontakte 5, 6, welcher mit der ersten Anschlussklemme 2 verbunden ist mit einem der gehäusefesten Schaltkontakte 7, 8, welcher mit der zweiten Anschlussklemme 3 verbunden ist, verbindet. Die Schaltbrücke 4 kann entsprechend unterschiedlicher Bewegungsarten geführt werden, insbesondere zufolge einer Linearbewegung oder einer Schwenkbewegung.
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Das Schutzschaltgerät 1 weist - in an sich bekannter Weise - ein Schaltschloss 10 auf, welches die Bewegungen und Stellungen der beweglichen Schaltbrücke 4 des Schutzschaltgeräts 1 steuert bzw. kontrolliert.
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Das gegenständliche Schaltgerät ist ein Schutzschaltgerät 1, und weist entsprechend wenigstens einen Auslöser 19 auf. In 1 ist beispielhaft und nicht einschränkend, schematisch ein elektromagnetischer Kurzschlussauslöser dargestellt. Es können jedoch andere bzw. weitere Auslöser vorgesehen sein, etwa ein Überstromauslöser oder ein Fehlerstromauslöser. Derartige Schaltgeräte werden auch als Selbstschalter bezeichnet.
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Weiters weist das Schutzschaltgerät 1 einen sog. Handschalthebel 9 auf, welcher Handschalthebel 9 - in an sich bekannter Weise - mit einem Schaltschloss 10 des Schutzschaltgeräts 1 wirkverbunden ist. Eine andere Bezeichnung für den Handschalthebel 9 ist Schaltknebel. Der Handschalthebel 9 ermöglicht das manuelle Ausschalten des Schutzschaltgeräts 1 über das Schaltschloss 10, sowie - sofern dies nicht durch einen bestehenden und vom Auslöser 19 detektierten Fehler verhindert wird - auch das manuelle Einschalten des Schutzschaltgeräts 1. Es ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Handschalthebel 9 lediglich zwei stabile Stellungen aufweist, nämlich eine Eingeschaltet-Stellung und eine Ausgeschaltet-Stellung. Dies bedeutet, dass der Handschalthebel 9 darüber hinaus keine Mittenstellung aufweist, wie dies bei manchen Schaltgeräten vorgesehen ist. Das Fehlen einer Mittenstellung vereinfacht den Betrieb bzw. die Verwendung des Schutzschaltgeräts 1, da die Möglichkeiten einer falschen Bedienung reduziert sind. Die 1 und 2 zeigen den Handschalthebel 9 jeweils in der Eingeschaltet-Stellung. Die 3 und 4 zeigen den Handschalthebel 9 jeweils in der Ausgeschaltet - Stellung.
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Wie bereits dargelegt, weist das gegenständliche Schutzschaltgerät 1 je Schaltstrecke insgesamt vier gehäusefeste Schaltkontakte 5, 6, 7, 8 auf, sowie eine Schaltbrücke 4. Die Schaltbrücke 4 weist dabei weiters einen ersten Kontaktteil 11 und einen zweiten Kontaktteil 12 auf. Die jeweiligen Kontaktteile 11, 12 können jeweils auch als Kontaktzunge, Kontaktarm bzw. Kontaktvorsprung bezeichnet werden. Ausgehend von einer bereichsweise planen Grundform der Schaltbrücke 4, welche zwei Seiten aufweist, ist vorgesehen, dass sich die Kontaktteile 11, 12 jeweils auf beide Seiten der Schaltbrücke 4 erstrecken. Dies ist auch in den 1 bis 5 dargestellt. Die Schaltbrücke 4 weist daher im Bereich der eigentlichen elektrischen Kontaktstellen keine definierte Vorderseite bzw. Rückseite auf.
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Der ersten Kontaktteil 11 ist leitend mit dem zweiten Kontaktteil 12 verbunden. Insbesondere ist vorgesehen, dass die gesamte Schaltbrücke 4 eine u-förmige Grundform aufweist, welche einstückig aus bzw. umfassend Kupfer ausgebildet ist, wobei die Kontaktteile 11, 12 an den Schenkeln der Grundform angeordnet sind, und wobei an den Kontaktteilen 11, 12 - in an sich bekannter Weise - beidseitig ein elektrischer Schaltkontakt aufgebaut ist, wozu auf der Grundform spezielle Kontaktwerkstoffe angeordnet sind, wie dies im Bereich elektrischer Schalgeräte weithin bekannt ist.
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Bei Ausbildung der Schaltbrücke 4 entsprechend der schematischen Darstellung gemäß 1 ist bevorzugt vorgesehen, dass die Kontaktteile 11, 12 an den gegenüber liegenden Enden der Schaltbrücke 4 angeordnet sind.
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In den 2 bis 4 sind u.a. der Handschalthebel 9, das Schaltschloss 10, die gehäusefesten Schaltkontakte 5, 6, 7, 8 sowie die Schaltbrücke 4 dargestellt.
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Es ist vorgesehen, dass in einem ersten eingeschalteten Zustand des Schutzschaltgeräts 1 der erste Kontaktteil 11 der Schaltbrücke 4 den ersten gehäusefesten Schaltkontakt 5 kontaktiert, und der zweite Kontaktteil 12 der Schaltbrücke 4 den dritten gehäusefesten Schaltkontakt 7 kontaktiert. Dieser erste eingeschaltete Zustand des Schutzschaltgeräts 1 ist in 3 dargestellt.
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Es ist ebenfalls vorgesehen, dass in einem zweiten eingeschalteten Zustand des Schutzschaltgeräts 1 der erste Kontaktteil 11 der Schaltbrücke 4 den vierten gehäusefesten Schaltkontakt 8 kontaktiert, und der zweite Kontaktteil 12 der Schaltbrücke 4 den zweiten gehäusefesten Schaltkontakt 6 kontaktiert. Dieser zweite eingeschaltete Zustand des Schutzschaltgeräts 1 ist in 4 dargestellt.
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Es ist zudem weiters vorgesehen, dass in einem ausgeschalteten Zustand des Schutzschaltgeräts 1 der erste Kontaktteil 11 und der zweite Kontaktteil 12 der Schaltbrücke 4 zu sämtlichen gehäusefesten Schaltkontakten 5, 6, 7, 8, daher zum ersten gehäusefesten Schaltkontakt 5, zum zweiten gehäusefesten Schaltkontakt 6, zum dritten gehäusefesten Schaltkontakt 7 und zum vierten gehäusefesten Schaltkontakt 8, jeweils beabstandet angeordnet sind. Hiezu nimmt die Schaltbrücke 4 eine Mittenposition zwischen den gehäusefesten Schaltkontakten 5, 6, 7, 8 ein. Dieser ausgeschaltete Zustand des Schutzschaltgeräts 1 ist in den 1, 2 und 5 dargestellt.
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Die 1 und 5 zeigen auch die elektrisch leitenden Verbindungen von den Anschlussklemmen 2, 3 zu den gehäusefesten Schaltkontakten 5, 6, 7, 8. Je nachdem, ob sich das Schutzschaltgerät 1 im ersten oder im zweiten eingeschalteten Zustand befindet, ist der erste Kontaktteil 11 entweder mit der ersten Anschlussklemme 2 oder der zweiten Anschlussklemme 3 verbunden. Entsprechend ist der zweite Kontaktteil 12 entweder mit der zweiten Anschlussklemme 3 oder der ersten Anschlussklemme 2 verbunden. Auf einer Seite des ersten Kontaktteils 11 ist daher der erste gehäusefeste Schaltkontakt 5 angeordnet, welcher mit der ersten Anschlussklemme 2 verbunden ist, und auf der anderen Seite desselben ersten Kontaktteils 11 ist der vierte gehäusefeste Schaltkontakt 8 angeordnet, welcher mit der zweiten Anschlussklemme 3 verbunden ist. Entsprechend ist auf einer Seite des zweiten Kontaktteils 12 der dritte gehäusefeste Schaltkontakt 7 angeordnet, welcher mit der zweiten Anschlussklemme 3 verbunden ist, und auf der anderen Seite desselben zweiten Kontaktteils 12 ist der zweite gehäusefeste Schaltkontakt 6 angeordnet, welcher mit der ersten Anschlussklemme 2 verbunden ist.
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Das Schutzschaltgerät 1 weist daher entsprechende elektrische Leitungen auf, welche die räumlich derart in dem Schutzschaltgerät 1 angeordneten Komponenten entsprechend der gegenständlichen Beschreibung miteinander verbindet.
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Wie bereits dargelegt steuert das Schaltschloss 10 die Bewegungen der Schaltbrücke 4. Es ist daher besonders bevorzugt vorgesehen, dass bei einem ersten Verbringen des Handschalthebels 9 von der Ausgeschaltet-Stellung in die Eingeschaltet-Stellung das Schutzschaltgerät 1 in den ersten eingeschalteten Zustand gelangt bzw. wechselt. Bei einem nachfolgenden Ausschalten bzw. Ausschaltvorgang des Schutzschaltgeräts 1, welches durch Auslösung mittels des Auslösers 19 oder durch das Verbringen des Handschalthebels 9 von der Eingeschaltet-Stellung in die Ausgeschaltet-Stellung erfolgen kann, gelangt bzw. wechselt das Schutzschaltgerät 1 in den ausgeschalteten Zustand. Bei einem, diesem Ausschalten nachfolgenden zweiten bzw. erneuten Verbringen des Handschalthebels 9 von der Ausgeschaltet-Stellung in die Eingeschaltet-Stellung gelangt bzw. wechselt das Schutzschaltgerät 1 in den zweiten eingeschalteten Zustand. Beim nächsten Einschalten nach einem Ausschalten gelangt dass Schutzschaltgerät 1 dann wieder in den ersten eingeschalteten Zustand.
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Das Schaltschloss 10 ist daher derart ausgebildet, dass bei jedem Abschalten das Schutzschaltgerät 1 in den ausgeschalten Zustand wechselt, jedoch bei jedem Einschalten abwechselnd bzw. alternierend in den ersten oder den zweiten eingeschalteten Zustand gelangt bzw. wechselt.
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Durch die gegenständliche Art der Anordnung der gehäusefesten Schaltkontakte 5, 6, 7, 8 sowie der Art und Weise wie diese bei jedem Einschaltvorgang gewechselt werden, wird innerhalb des Schutzschaltgeräts 1 im Bereich des eigentlichen Kontaktapparats auch die Stromflussrichtung jeweils verändert bzw. umgedreht.
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Das Schutzschaltgerät 1 weist weiters Lichtbogenlöschkammern 13, 14 auf, welche in an sich bekannter Weise jeweils einen Stapel Löschbleche 17 aufweisen.
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Dabei ist dem ersten gehäusefesten Schaltkontakt 5 und dem vierten gehäusefesten Schaltkontakt 8 jeweils gemeinsam eine erste Lichtbogenlöschkammer 13 des Schutzschaltgeräts 1, und dem dritten gehäusefesten Schaltkontakt 7 und dem zweiten gehäusefesten Schaltkontakt 6 jeweils gemeinsam eine zweite Lichtbogenlöschkammer 14 des Schutzschaltgeräts 1 zugeordnet. Die Löschkammern 13, 14 weisen jeweils Lichtbogenlaufschienen 15, 16 auf, welche einen Schaltlichtbogen zu den Löschblechen 17 leiten.
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Die beiden Lichtbogenlöschkammern 13, 14 sind bevorzugt parallel nebeneinander in dem Schutzschaltgerät 1 angeordnet, wie dies insbesondere in 5 gut dargestellt ist.
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Insbesondere bei der bevorzugten Ausbildung des Schutzschaltgeräts 1 als Gleichstromschutzschaltgerät ist vorgesehen, dass dieses eine Magnetanordnung aufweist, welche derart ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass auf - durch einen Schaltvorgang verursachte - Lichtbögen eine Lorentzkraft in Richtung der Löschbleche 17 der ersten Lichtbogenlöschkammer 13 oder der zweiten Lichtbogenlöschkammer 14 wirkt. Dies hat zur Folge, dass bei einem Abschaltvorgang jeweils nur eine der beiden Lichtbogenlöschkammern 13, 14 belastet wird, dass jedoch jeweils die Lichtbogenlöschkammer 13, 14 gewechselt wird, da bei jedem Einschalten die Stromflussrichtung im Bereich des Schaltkontakte geändert bzw. gewechselt wird, und damit auch der Ort an dem sich der Lichtbogen ausbildet bzw. dessen Polaritäten.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausbildung ist diesbezüglich vorgesehen, dass die Magnetanordnung durch lediglich einen plattenförmigen Permanentmagneten gebildet ist, welcher in einem Mittelsteg 18 zwischen der ersten Lichtbogenlöschkammer 13 und der zweiten Lichtbogenlöschkammer 14 angeordnet ist.
