DE19912416A1 - Fehlerstromschutzschalter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fehlerstromschutzschalter mit einem elektromagnetischen Fehlerstromauslöser (25), der einen Stößel (26) aufweist, dessen Bewegung auf die Schaltschloßverklinkungsstelle (16, 18) eines für einen Leitungsschutzschalter geeigneten Schaltschlosses übertragen wird. Damit ein für einen Leitungsschutzschalter geeignetes Schaltschloß bei einem Fehlerstromschutzschalter überhaupt verwendet werden kann, ist zwischen dem Stößel (26) und der Schaltschloßverklinkungsstelle (16, 18) eine weitere Verklinkungsstelle (30, 36) angeordnet, durch die ein federbelastetes Auslöseelement (28) betätigbar ist, der die Schaltschloßverklinkungsstelle entklinkt. Der Auslöser (25) und das Hilfsschaltwerk mit der weiteren Verklinkungsstelle ist an einem gemeinsamen Träger (27) befestigt.

Description

Die Erfindung betrifft einen FI-Schutzschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1.

Die Abkürzung "FI" bedeutet Fehlerstrom.

Mit einem Leitungsschutzschalter werden Überströme und Kurzschlußströme erfaßt und führen zu einer Abschaltung, wobei ein sog. Überstrom, d. h. ein Strom, der einen bestimmen Prozentsatz über dem Nennstrom liegt, durch ein Thermobimetall, und ein Kurzschlußstrom durch einen elektromagnetischen Auslöser erfaßt werden; die Bewe­ gung beider Auslöser bewirkt eine Entklinkung einer Schaltschloß-Verklinkungsstelle in einem Schaltschloß des Leitungsschutzschalters und damit eine bleibende Ausschal­ tung der Kontaktstelle. Die Auslösekräfte, die gleich oder größer als 1 N betragen, so­ wohl des elektromagnetischen als auch des thermischen Auslösers, sind ausreichend, um die Verklinkungsstelle in dem Schaltschloß des Leitungsschutzschalters zu entklin­ ken, da sie vom Netzstrom verursacht und mit Netzstromenergie erzeugt werden.

Mit einem Fehlerstromschutzschalter werden Fehlerströme überwacht, die im Milliam­ perebereich liegen. Dabei wird über einen Summenstromwandler, der von den Netzlei­ tern als Primärwicklung durchsetzt ist, im Fehlerstromfall in einer Sekundärwicklung ein Sekundärstrom erzeugt, der einen Fehlerstromauslöser ansteuert, dessen Auslöse­ kräfte sehr gering sind. Diese geringen Auslösekräfte reichen nicht aus, um ein für ei­ nen Leitungsschutzschalter geeignetes und dafür ausgelegtes Schaltschloß zu entklin­ ken. Daher kann ein üblicherweise bei Leitungsschutzschaltern verwendetes Schalt­ schloß bei einem FI-Schutzschalter nicht eingesetzt werden.

Es ist ein Fehlerstromschutzschalter bekannt geworden (EP 0 495 771 B1), bei dem der Netzfehlerstrom spannungsabhängig erfaßt wird, wobei sich im Sekundärkreis ein Relais befindet, das einen Schalter in einem Auslösekreis schließt, in dem sich ein Ar­ beitsstromauslöser befindet. Der Auslösekreis ist mit einem Bein an einem Phasenleiter und mit dem anderen Bein am Neutralleiter angeschlossen, so daß der Arbeitsstrom­ auslöser netzspannungsabhängig auslöst. In diesem Fall kann ein Arbeitsstromauslö­ ser eines Leitungsschutzschalters verwendet werden, so daß hier das Schaltschloß eines Leitungsschutzschalters eingesetzt werden kann.

Man benötigt bei einem netzspannungsunabhängigen FI-Schutzschalter, bei dem die Erfassung des Fehlerstromes und die Auslösung netzspannungsunabhängig erfolgen sollen, ein auf den FI-Schutzschalter bzw. auf dessen Auslöser extra angepaßtes em­ pfindliches Schaltschloß.

Ein Fehlerstromschutzschalter der genannten Art ist aus der DE 37 33 595 A1 bekannt geworden. Dieser Fehlerstromschutzschalter besitzt ein Schaltschloß mit einer ersten Verklinkungsstelle, das als Hauptschaltwerk bezeichnet wird. Diesem Hauptschalt­ schloß mit der ersten Verklinkungsstelle ist ein Hilfsschaltwerk mit einer zweiten Ver­ klinkungsstelle zugeordnet, welche von einem Fehlerstromauslöser betätigt wird.

Die einzelnen Komponenten sowohl des Hauptschaltwerkes als auch des Hilfsschalt­ werkes sind voneinander unabhängig im Gehäuse des Leitungsschutzschalters mon­ tiert, was einen erhöhten Montageaufwand bedeutet.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fehlerstromschutzschalter zu schaffen, bei dem als Schaltschloß auch ein für Leitungsschutzschalter ausgelegtes Schaltschloß verwendet werden kann, bei dem aber die Montage erheblich vereinfacht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1.

Erfindungsgemäß ist sowohl der Auslöser als auch das Hilfsschaltwerk an einem ge­ meinsamen Träger befestigt bzw. angebracht.

Damit wird ein mit einem handelsüblichen Fehlerstromauslöser versehenes Auslöse­ modul geschaffen, mit dem das Schaltschloß eines Leitungsschutzschalters entklinkt werden kann. Im Gegensatz zu der Anordnung nach der DE 37 33 595 A1 kann das erfindungsgemäße Auslösemodul als vorgefertigtes Bauelement hergestellt und in ei­ nen Fehlerstromschutzschalter eingesetzt werden.

Die Verklinkungsstelle, die dem Fehlerstromauslöser zugeordnet ist, wirkt wie ein Ver­ stärker. Sie wird mit der geringen Auslösekraft des Fehlerstromauslösers entklinkt, wo­ durch ein Energiespeicher freigegeben wird, dessen Energie auf das Auslöseelement übertragen wird, das dann die für einen Leitungsschutzschalter ausgelegte Schalt­ schloßverklinkungsstelle öffnet. Es sind also zwei Verklinkungsstellen vorgesehen, von denen die eine durch die schwache Auslösekraft und die andere durch eine starke Auslösekraft entklinkt wird.

Zur Bildung des Trägers ist eine Platte vorgesehen, an der senkrecht dazu angeformte Arme angebracht sind, an denen das Auslöserelais fixiert werden kann.

An der Platte ist weiterhin eine ebene Haltewand angeformt, die etwa eine rechteckige Form aufweist und parallel zu der Platte verläuft; an der Haltewand sind zwei L-förmige Haltearme angebracht, an denen eine parallel zur Haltewand verlaufende Platine fixiert ist, wobei im Zwischenraum zwischen der Platine und der Haltewand das Hilfsschalt­ werk angeordnet ist.

Dabei kann zwischen der Haltewand und der Platine, an diesen und senkrecht zu bei­ den ein drehbarer erster Auslösehebel vorgesehen sein, auf den der Stößel des Auslö­ sers wirkt und diesen entgegen der Kraft einer Feder verschwenkt. Mit dem ersten Auslösehebel ist das federbelastete Auslöseelement verklinkt, dergestalt, daß durch Verschwenken des ersten Auslösehebel das federbelastete Auslöseelement zur Ent­ klinkung der Schaltschloßverklinkungsstelle freigebbar ist.

Wenn der Leitungsschutzschalter einen Schaltschloßauslösehebel aufweist, der mit einem Klinkenhebel die Schaltschloßverklinkungsstelle bildet, dann wirkt das Auslö­ seelement auf den Schaltschloßauslösehebel ein. Dabei kann die Bewegung des Stö­ ßels des Fehlerstromschutzschalters senkrecht zum Bewegungsweg des Auslöseele­ mentes verlaufen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung, weitere Ausgestaltungen und Verbesserungen sowie weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 und 2 unterschiedliche Ansichten der erfindungsgemäßen Auslöseeinheit der FI-Schalteranordnung,

Fig. 3 und 4 die Anordnung gemäß Fig. 1 und 2 in Auslösestellung,

Fig. 5 und 6 die Anordnung der Fig. 1 und 2 in Rückstellung,

Fig. 7 eine Aufsicht in Pfeilrichtung VII-VII der Fig. 6,

Fig. 8 und 9 zwei unterschiedliche Ansichten des Trägers, und

Fig. 10 und 11 die Prüfanordnung für den Schalter gemäß den Fig. 1 bis 6.

Es wird nun Bezug genommen auf die Fig. 1 und 2.

Diese zeigen die mit einem Schaltschloß 10 eines Leitungsschutzschalters zusam­ menwirkende erfindungsgemäße Auslöseeinheit in Einschaltstellung. Das Schaltschloß 10 ist z. B. in der DE 196 53 266 A1 dargestellt. Zu diesem Schaltschloß 10 gehört ein schwenkbarer Kontakthebel 11, an dessen freiem Ende ein bewegliches Kontaktstück 12 angebracht ist, welches mit einem festen Kontaktstück 13 zusammenwirkt.

Der Kontakthebel 11 ist in einer Kontaktwelle 14 gelagert, an der exzentrisch ein Über­ tragungsbügel 15 angelenkt ist, dessen anderes Ende sich gegen eine Anschlagfläche 16 an einem druckknopfartigen Betätigungselement 17 und an einer Anschlagfläche 18 eines Klinkenhebels 19 anliegt. Dieser Klinkenhebel 19 ist über eine Drehachse 20 am Betätigungselement 17 schwenkbar gelagert; das freie Ende besitzt eine Nase 21, die sich hinter einen Anschlag 22 an einem Klinkenhebel 23 abstützt; die beiden Kompo­ nenten 21 und 22 bilden die Verklinkungsstelle des Schaltschlosses 10.

Diesem Schaltschloß ist eine Auslöseeinheit 24 zugeordnet, das einen Auslöser 25, der einen Permanentmagnetauslöser ist, aufweist, aus dessen Gehäuse ein Stößel 26 her­ ausragt, der (wie weiter unten dargestellt ist) im Fall einer Auslösung in Pfeilrichtung P aus dem Gehäuse des Auslösers 25 herausgleitet bzw. herausgedrückt wird.

Die Auslöseeinheit 24 besitzt ein Trägerelement oder Träger 27, der in den Fig. 8 und 9 näher dargestellt ist. Der Träger 27 besitzt eine rechteckige, ebene Platte 40, an deren Schmalseitenkanten 41, 42 L-förmige Arme 43 und 44 angeformt sind, deren freie Schenkel senkrecht zur Ebene der Platte 40 verlaufen und in die Ohren 45 und 46 des Auslösers 25 einschiebbar sind, so daß an der Platte 40 mit den senkrecht dazu ver­ laufenden Schenkeln der Arme 43 und 44 der Auslöser 25 fixiert ist.

An der Platte 40 ist an deren einen Längsseitenkante 47 eine Haltewand 48 angeformt, an der senkrecht dazu zwei Haltearme 49 und 50 angeformt sind, wobei der Haltearm 49 parallel zu dem Schenkel 44a des Armes 44 etwa mit diesem fluchtend verläuft. Senkrecht zu der Haltewand 48 und zu dem Trägerarm 49 ist der Trägerarm 50 ausge­ richtet und an dem Trägerarm 49 und 50 ist eine Platine 51 fixiert, die an senkrecht zu­ einander verlaufenden Kanten Laschen 52 und 53 aufweist, die Ösen 54 und 55 ent­ halten, in die die Tragarme 49 und 50 eingesteckt und darin in an sich bekannter Weise verklemmt werden, so daß sich hierdurch zwischen der Haltewand 48 und der Platine 51 ein Aufnahmeraum 56 für ein Hilfsschaltwerk ergibt. In der Haltewand 48 und der Platine 51 sind Führungsschlitze 57 und 58 eingebracht, wobei der Führungsschlitz 57 in die der Lasche 52 entgegengesetzte Kante der Trägerwand 48 einmündet, wogegen der Führungsschlitz 58 etwa mittig zwischen dem Führungsschlitz 57 und der die La­ sche 52 aufweisenden Kante verläuft.

Die Fig. 7 zeigt eine Aufsicht gemäß Pfeilrichtung VII der Fig. 8 mit dem Auslöser 25 und den Ohren 45, 46.

In dem Aufnahmeraum 56 und in den Schlitzen 57 und 58 ist als Auslöseelement ein Gleitschlitten 28 in Doppelpfeilrichtung P₁ hin- und herbeweglich geführt. Dieser Gleit­ schlitten 28 steht unter dem Druck einer Feder 29, die diesen (in der Ausführung und Darstellung gemäß Fig. 2) nach links bewegen will. An dem Gleitschlitten 28 befindet sich ein Anschlag 30. Zwischen der Haltewand 48 und der Platine 51 und auf als Ach­ sen dienenden Zapfen 59 und 60 ist ein Übertragungshebel 31 um eine Achse 32 (siehe Fig. 2) drehbar gelagert, wobei mittels einer Feder 33 dieser Übertragungshebel 31 dauernd in Uhrzeigerrichtung um die Achse 32 beaufschlagt wird. Der Übertra­ gungshebel 31 ist ein Doppelarmhebel, dessen einer Arm 34 mit der Feder 33 in Ver­ bindung steht, wogegen der andere Arm 35 den Stößel 26 überdeckt. Mit einer Nase 36 legt sich der Übertragungshebel 31 an dem Anschlag 30 an, so daß für den Gleit­ schlitten 28 hier ein Anschlag und eine Verklinkungsstelle gebildet ist.

Im Fall einer Auslösung, also im Fehlerstromfall, bewegt sich der Stößel 26 nach oben in Pfeilrichtung P, verschwenkt den Übertragungshebel entgegen dem Uhrzeigersinn, so daß der Anschlag 30 am Gleitschlitten 28 von der Nase 36 freikommt und aufgrund der Feder 29 nach links bewegt wird.

Dadurch gelangt der Gleitschlitten 28 gegen einen Arm 37 des Klinkenhebels 23 und verschwenkt den Klinkenhebel 23 entgegen dem Uhrzeigersinn, so daß der Auslöse­ hebel 19 ebenfalls im Uhrzeigersinn verschwenkt und den Bügel 15 freigibt. Die Fig. 4 zeigt den herausgefahrenen Stößel 26 und den Übertragungshebel 31 in der ver­ schwenkten Form; der Schlitten 28 ist nach links gefahren und hat den Klinkenhebel 23 verschwenkt. Gleichzeitig gleitet der Druckknopf 17 aufgrund einer im Inneren des Druckknopfes angeordneten Feder (nicht gezeigt) in Pfeilrichtung P, wodurch der Bügel 15 die Welle 14 verschwenkt, so daß der Kontakthebel 11 mit dem beweglichen Kontaktstück 12 vom festen Kontaktstück 13 sich entfernen kann und sich wieder ge­ gen die Anschlagfläche 16 und gegen die Fläche 18 anlegt, wodurch wieder eine Ver­ klinkung des Bügels 15 bewirkt wird. Beim Öffnen des Schaltwerkes 10 wird der Gleit­ schlitten 28 über einen Bügel, der in der Welle 14 gelagert ist, nach rechts bewegt; ebenfalls wird über den Übertragungshebel 31 und einer weiteren Feder 38, der Stößel 26 wieder in seine auslösebereite Stellung verschwenkt (Auslöser wird zurückgesetzt) und darüber hinaus wird der Gleitschlitten 28 wieder verklinkt, in dem der Anschlag 30 hinter die Nase 36 des Übertragungshebels schnappt.

Mit dieser Ausgestaltung wird die relativ kleine Auslösekraft des Auslösers 25 über die erste Verklinkungsstelle 30, 36 auf die zweite Verklinkungsstelle 21, 22 übersetzt, wo­ durch eine Kraftverstärkung erzeugt wird, um das Schaltschloß 10 öffnen zu können.

Erfindungsgemäß also besitzt der Träger 27 zwei Funktionen; zum einen dient er zur Halterung des Auslösers 25 und zum anderen zur Führung und Halterung des Hilfs­ schaltwerkes, in dem der Auslöser an der Platte 40 befestigt und das Hilfsschaltwerk im Zwischenraum 56 zwischen der Haltewand 48 und der Platine 51 angeordnet ist. Damit wird, wie aus den Fig. 2, 4, 6 in Verbindung mit den Fig. 8 und 9 hervorgeht, eine mo­ dulartige Auslöseeinheit geschaffen, die den Magnetauslöser 25 und das dazugehörige Hilfsschaltwerk enthält; diese Auslöseeinheit kann vorgefertigt und von der Fertigungs­ stelle zu einer Endmontagestelle für den fertigen Fehlerstromschutzschalter als Einheit transportiert werden.

Am Träger 27 ist ein L-förmiger Hebel 80 angeformt; mittels dieses Hebels 80 kann der Träger 27 mit Hilfsschaltwerk und Auslöser 25 an dem Hauptschaltschloß des Lei­ tungsschutzschalters angeschlossen werden.

Der Anordnung gemäß den Fig. 1 bis 6 ist eine in den Fig. 7 und 8 dargestellte Prüfanordnung zugeordnet, die eine Prüftaste 70 aufweist, die mit einem Fortsatz 71 auf eine Feder drückt, so daß ein Prüfwiderstand 72, der in einem Prüfstromkreis 73 liegt, eingeschaltet werden kann, wodurch ein Fehlerstrom simuliert wird, der den Aus­ löser 25 zum Auslösen bringt. Eine solche Prüfanordnung ist als solche bekannt.

Claims (8)

1. Fehlerstromschutzschalter, mit einem elektromagnetischen Auslöser (Auslöse­ relais), der einen Stößel aufweist, dessen Bewegung auf die Schaltschloßverklinkungs­ stelle eines für einen Leitungsschutzschalter geeigneten Hauptschaltschlosses übertra­ gen wird, wobei zwischen dem Stößel und der Schaltschloßverklinkungsstelle ein Hilfs­ schaltwerk mit einer weiteren Verklinkungsstelle angeordnet ist, durch die ein federbe­ lastetes Auslöseelement betätigbar ist, das die Schaltschloßverklinkungsstelle entklinkt dadurch gekennzeichnet, daß ein Träger (27) vorgesehen ist, an dem sowohl der Aus­ löser (25) als auch das Hilfsschaltwerk befestigt bzw. angebracht ist, wodurch eine modulare vorfertigbare Auslöseeinheit gebildet ist.

2. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (27) eine Platte (40) mit senkrecht dazu angeformten Armen (43, 44) aufweist, an de­ nen der Auslöser (25) fixiert ist.

3. Schutzschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Platte (40) eine ebene Haltewand (48) angeformt ist, die etwa eine rechteckige Form aufweist und zwei Haltearme (49, 50) trägt, an denen eine Platine (51) fixiert ist, die parallel zur Haltewand (48) verläuft, so daß zwischen den beiden ein Aufnahmeraum (56) für das Hilfsschaltwerk vorgesehen ist.

4. Schutzschalter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen der Haltewand (48) und der Platine (51) und an diesen ein senkrecht zu beiden drehbar gelagerter erster Auslösehebel (31) vorgesehen ist, auf den der Stö­ ßel (26) des Auslöser (25) einwirkt und diesen entgegen der Kraft einer Feder ver­ schwenkt, daß zwischen der Haltewand (48) und der Platine (51) der Auslösestift (28) senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stößels (26) verschiebbar geführt ist, dergestalt, daß durch Verschwenken des ersten Auslösehebels (31) das federbelastete Auslösee­ lement (28) zur Entklinkung der Schaltschloßverklinkungsstelle freigebbar ist.

5. Schutzschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfe­ der (29), die das federbelastete Auslöseelement (28) beaufschlagt, zwischen dem Auslöseelement und dem Arm (49) angeordnet ist, der entgegen der Verschieberich­ tung des Auslöseelementes (28) an der Haltewand (48) angeformt ist.

6. Schutzschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Aufnahme­ raum (56) eine weitere Feder (38) vorgesehen ist, die den ersten Auslösehebel (31) und damit auch den Stößel (26) des Auslösers (25) in die auslösebereite Stellung zu­ rückdrückt.

7. Schutzschalter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das Auslöseelement auf den Schaltschloßauslösehebel einwirkt.

8. Schalter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsweg des Stößels des FI-Auslöser senkrecht zum Bewegungsweg des Auslösestiftes verläuft.