DE2246845A1

DE2246845A1 - Elektrische anschluss-schutzvorrichtung

Info

Publication number: DE2246845A1
Application number: DE19722246845
Authority: DE
Inventors: Erhard Runtsch; Volker Schmitt
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1972-09-23
Filing date: 1972-09-23
Publication date: 1974-03-28
Also published as: US3898528A

Description

BROWN, DOViER! & C!E · AKTIENGESELLSCHAFT j/ί:'; \\)\^y

MANNHEIM BftCV-'N bOv£iil

Mp.-Nr. 614/72 'Mannheim, den 8. Sept. 1972

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Elektrische Anschluß-Schutzvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine elektrische Anschluß- und Schutzvorrichtung mit einer Steckdose und einem Schutzschalter.

Es ist bekannt, die Kombination eines Fehlerstrom-Schutzschalters und einer Steckdose in einem gemeinsamen Gehäuse anzuordnen (Deutsches Gebrauchsmuster 1 804 365 ). Es ist auch bekannt, einen Leitungsschutzschalter gemeinsam mit einer Steckdose in einem Gehäuse anzuordnen (Dt.-PS 464 426 ).

Es ist ferner bekannt, einen «Installationsselbstschalter mit elektromagnetischer und mit thermischer Auslösung mit einer weiteren Fehlerstromschutzeinrichtung zu versehen und die zwei Wicklungen für die elektromagnetische Auslösung und die Fehlerstromauslösung gemeinsam auf einem Auslösemagneten anzuordnen CDt.PS 1 178 142).

Obwohl die Fehlerstromschutzschaltung (Erdschlußstromschutzschaltung) schon lange bekannt ist und Fehlerstromschutzschalter sowohl in Verbindung mit Steckdosen als auch in Verbindung mit Leistungsschaltern genannt wurden_a sind solche kombinierten Geräte in der Vergangenheit nicht in größerem Umfang hergestellt worden. Der Grund hierfür liegt darin, daß für einen umfassenden elektrischen Schutz verschiedene hohe Anforderungen zu erfüllen sind. Insbesondere mit der Verstärkung der elektrischen Netze werden die Anforderungen an das Kurzschluß-Schaltvermögen eines j Schutzschalters immer höher, andererseits muß wegen des Wunsches nach vereinfachten Erdungsbedingungen die Empfindlichkeit der Fehlerstrom-Auslösung immer höher werden. Wegen dieser Forderungen wären nach den bisherigen Methoden solche kombinierten Schutzschalter so groß ausgefallen, daß ihre Herstellung und ^! der Einbau in Gebäuden umständlich und mit großem Aufwand

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verbunden wäre.

Aus diesen Gründen wurden bisher Leistungsschalter mit hohem Kurzschluß-Schaltvermögen und Fehlerstromschutzschalter mit hoher Ansprech-Empfindlichkeit als besondere Schaltgeräte in einer Elektroinstallation angeordnet und die dazugehörigen Steckdosen getrennt angeordnet und angeschlossen. Der Montageaufwand für eine solche Elektroinstallation ist sehr groß und steht in einem ungünstigen Verhältnis zu dem Aufwand der gesamten elektrischen Anlage, insbesondere dann, wenn ein einzelner Verbraucher einen genau angepaßten Schutzschalter mit Überstrom- und Fehlerstromschutz srhalten soll.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die Kombination einer Steckdose mit einem Schutzschalter mit hohem Kurzschlußstrom-Schaltvermögen und empfindlicher Fehlerstrom-Auslösung als eine Baueinheit mit kleinen Abmessungen auszuführen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine elektrische Anschluß- und Schutzvorrichtung mit einer Steckdose und einem Schutzschalter für Fehlerstrom- und Oberstromauslösung dadurch gekennzeichnet ist, daß in einem Gehäusekasten ein Schaltmechanismus mit einem Betätigungsorgan und einer Prüftaste, eine Doppelkontaktstelle, ein Auslösemagnet mit einem festen Magnetkern, einem beweglichen Magnetanker und zwei Wicklungen sowie elektronische Schaltungsmittel zur Durchschaltung einer Spannung an eine der Wicklungen angeordnet sind und daß Anschlußbuchsen der Steckdose in einer Abdeckung, die den Gehäusekasten der Frontseite verschließt, angeordnet sind. Mit einer solchen erfindungsgemäßen Kombination läßt sich mit verhältnismäßig geringem Aufwand und in einem geringen Volumen ein hochwertiger Schutzschalter herstellen. Durch die elektronischen: Schaltungsmittel wird bei Oberschreiten eines bestimmten Feh- j lerstromes eine Fremdspannung, z.B. die Netzspannung, auf eine j der Auslöser-Wicklungen durchgeschaltet. Die Verstärkung des Fehlerstromes durch elektronische Schaltungsmittel ist an sich bekannt, in der Anwendung bei einem solchen kombinierten Schutz- ! schalter mit einem gemeinsamen Auslös«magneten stellt sie jedoch eine besonders vorteilhafte Lösung dar, weil eine Abstimmung

den Ansprechwerte des Magnetauslösers durch ResruHerem

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der Fremdspannung bezw. des zugehörigen Stromkreises möglich ist.

Eine erfindungsgemäße weitere Ausbildung dieser Anschluß- und Schutzvorrichtung ist.dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusekasten quaderförmig ausgebildet ist und daß an einer Schmalseite des Gehäusekastens übereinander die von der Abdeckung gehaltene Steckdose und die elektronischen Schaltungsmittel angeordnet sind und daß in dem an die andere Schmalseite anstoßenden Raum übereinander der Schaltmechanismus und der Auslösemagnet mit zwei symmetrisch, liegenden Lichtbogenkammern angeordnet ist.

Das gewünschte hohe Kurzschlußschaltvermögen wird dadurch erreicht, daß in erfindnngsgemäßer Ausbildung der Magnetanker des Auslöseelements mechanisch mit den beweglichen Kontaktstücken gekuppelt ist derart, daß bei einer kräftigen Bewegung des Magnetankers eine beschleunigende Öffnungskraft direkt auf die Kontaktstücke ausgeübt wird. Dieses direkte Aufschlagen eines: Magnetankers auf die Kontaktstücke ist an sich zwar bekannt, nicht aber bei kombinierten Oberstrom- und Fehlerstromschutztern mit einem gemeinsamen Auslöseelement.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht daring daß eine Wicklung des Auslösemagneten aus einem isolierten Flachband besteht, dessen Breite der ganzen Magnetlänge entspricht und zugleich den Träger für die zweite Wicklung bildet. Diese Wicklung aus isoliertem Flachband ersetzt damit den Spulenkörper und vereinfacht und verkleinert damit das Schaltgerät.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung ist dadurch gekennzeichnet,s daß die Feder zur Fesselung des Magnetankers im Innern des Aus- \ lösemagneten zwischen dem festen Magnetkern und dem Magnetanker \ angeordnet ist. " |

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht außerdem darin, daß ! ein weiterer Mauerkasten mit einem Befestigungsflansch und einer" etwas größeren Bautiefe, als dem Gehäusekasten entspricht, vor- ■ handen ist, in den der Gehäusekasten einsetzbar ist, so daß j zwischen dem Boden des Mauerkastens und dem Boden des - . !

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Gehäusekastens ein freier Raum zur Aufnahme von Zuleitungsanschlüssen entsteht.

In den beigefügten Zeichnungen sind einige Ausführnngsbeispiele der Erfindung dargestellt, sie werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

die Figuren 1, 2 und 3 ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung und zwar

Fig.l einen Schnitt entlang der Linie I-I nach Fig.3 Fig.2 einen weiteren Schnitt entlang der Linie H-II nach Fig.3, Fig.3 eine Draufsicht auf das Muster,

Fig.4 einen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel ohne Mauerkasten, jedoch mit Anschlußklemmen,

die Figuren 5, 6 und 7 drei verschiedene Ansichten des Schaltmechanismus mit dem Auslösemagneten und den beiden Lichtbogenkammern der Doppelkontaktstelle,

Fig. 7 ist hierbei ein Schnitt entlang der Linie IH-III aus Fig.5,

Fig.8 zeigt einen Magnetauslöser mit einer Flachbandspulo, die zugleich Träger für die zweite Wicklung ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1, 2 und 3 ist ein quaderförmiger Gehäusekasten 1 vorhanden, der die verschiedenen Bauelemente der Kombination in sich aufnimmt, und zwar die elektronischen Schaltungsmittel 2, einen Sohaltmechanis-j mus 3 mit einem Betätigungsorgan 4 und einer Prüftaste 5, einen j Magnetauslöser 6, der in der Mittelachse des Gerätes angeordnet ; ist, zwei zur Doppelkontaktstelle gehörende bewegliche Kontakt- 1 hebel 7, die festen Kontaktstücke 8 gegenüberstehen und zusammen; mit jeweils mehreren Löschblechen 9 zwei symmetrisch neben dem ! Magnetauslöser 6 liegende Lichtbogenkammern bilden. j

In einer Abdeckung 10 sind Anschlußbuchsen 11, die die Steckdose bilden, innerhalb einer Erhöhung 12 angeordnet. Der Anschluß von Steckern erfolgt durch Schlitze 13 der Abdeckung hindurch. , Die Erhöhung 12 hat ungefähr die gleiche Breite wie der Gehäusekasten 1. An die Erhöhung 12 ist ein umlaufender Rand 14 _r . ■

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mit gleicher Höhe angeformt, der zusammen mit der Erhöhung 12 ungefähr das gleiche Außenmaß hat wie der Gehäusekasten 1. Innerhalb des Randes 14 sind in der Abdeckung 10 zwei Durchbrüche für das Betätigungsorgan 4 und die Prüftaste 5 enthalten.

Zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Magnetauslösers werden anhand der Fig.7 und 8 beschrieben. Die Auslöser haben jeweils einen festen Magnetkern 15 und einen beweglichen Magnetanker 16. Der Magnetanker 16 wird von einer Druckfeder 17 in der gezeichneten Stellung .. gehalten und bewegt sich bei entsprechendem Stromfluß in einer der beiden Wicklungen 18 und bezw. 20 und 21 zum Magnetkern 15 hin. Dabei wird der Stift verschoben gegen ein Teil 23, das die Verklinkung des Schaltmechanismus löst. Am Magnetkern 16 ist ein Bolzen 24 mit einem An-, satz 25 angeordnet, der bei Anzug des Magnetankers 16 eine beschleunigende Öffnungskraft direkt auf die Kontaktstücke ausübt.

Dieser Vorgang wird anhand der Fig.5 und 7 näher erklärt: Zwei bewegliche Kontakthebel 26 sind seitlich neben dem Schaltmechanismus 3 angeordnet und drehbar auf einer Achse 27 gelagert J Eine Platte 28 istauf dem Bolzen 24 aufgesteckt und überträgt bei Anzug des Magnetankers 16 einen Schlag von dem Ansatz 25 auf die beiden beweglichen Kontakthebel 26.

Die Anordnung und Lagerung der Platte 28 ist in Fig.6 in einer weiteren Ansicht dargestellt. Die Platte 28 weist zum Aufstecken auf den Bolzen 24 ein Loch 29 in der Größe des Ansatzes 25 und einen Schlitz 30 in der Breite des Bolzens 24 auf, so daß die Platte durch Überschieben und seitliches Verschieben ohne besondere Befestigungsteile auf dem Bolzen angeordnet werden kann.

Fig.8 zeigt eine Ausführung des Auslösemagneten, bei dem eine Wicklung 20 aus isoliertem Flachband besteht. Diese Wicklung wird im allgemeinen die vom Hauptstrom durchflossene Wicklung £ür die Kurzschlußauslösung sein. Die Breite des Flachbandes der Wicklung 20 entspricht der Länge des Auslastmagneten, d.h. dem Abstand der beiden Jochbleche 31a und 31b.

Zum Einbau des Gerätes in einer Mauerwand ist, in Figuren 1 und 2 dargestellt, ein Mauerkasten 32 vorhanden, der mit

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Flanschen 33 versehen ist, auf welchen die Kombination mittels Schrauben 34 befestigt wird. Der Mauerkasten 32 besitzt eine größere Bautiefe als der Gehäusekasten 1. Es entsteht so zwischen dem Boden des Mauerkastens 32 und dem Boden des Gehäuse · kastens 1 ein Hohlraum 35, in dem Verbindungsklemmen 36 und Zuleitungsdrähte 37 angeordnet werden. An den Seitenwänden des Hohlraumes 35 sind öffnungen 38 oder entsprechende Einpressunge:\ zum nachträglichen Herstellen solcher öffnungen angeordnet, so daß Kabel oder Rohre 39 angeschlossen werden können.

Eine andere Ausführungsform der Kombination ohne einen Mauerkasten zeigt Fig.4. Bei dieser Ausführung sind Anschlußklemmen 40a und 40b direkt an dem Gehäusekasten 1 angeordnet. Eine solche Ausführungsform ist für die Montage auf einer Schalttafel oder in einem größeren Gehäuse geeignet.

Die Anordnung der einzelnen Teile ist vorteilhafterweise so getroffen,daß sich eine gute Ausnutzung des Raumes ergibt und nur wenige und kurze Verbindungsleitungen zwischen den Bauteilen nötig sind. Wie in den Fig.1,2 und 4 dargestellt, sind an einer Schmalseite des Gehäusekastens 1 übereinander die in der Abdekkung 10 gehaltenen Anschlußbuchsen 11 und die elektronischen Schaltungsmittel 2 angeordnet, während in dem an die andere Schmalseite anstoßenden Raum wiederum übereinander der Schaltmechanismus 3 und der Auslösemagnet 6 angeordnet sind. Neben dem Auslösemagneten 6 sind, wie in der Ansicht von oben nach Fig.7 erkennbar, die beiden Lichtbogenkammern mit den Löschblechen 9 angeordnet. Bei dieser Anordnung ist erreicht, daß die in den Lichtbogenkammern entstehende Funkenbildung auch bei hoher Kurzschlußbeanspruchung keine Schäden an Teilen der Anschluß- und Schutzvorrichtung hervorrufen kann, weil die Lichtbogenkammern von empfindlichen Teilen weit entfernt sind, unter dem star-ί ken Einfluß der Magnetfelder des Magnetauslösers stehen und durch die direkt wirkende Beschleunigungskraft des Magnetankers schnell geöffnet werden.

Claims

. . Ansprüche

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π) Elektrische Anschluß- und Schutzvorrichtung mit einer Steckdose und einem Schutzschalter, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäusekasten(i) ein Schaltmechanismus (3) mit einem BetätigungsorganC4) und einer Prüftaste(5), eine Doppelkontaktstelle, ein Auslösemagnet(6) mit einem festen Magnetkern(15), einem beweglichen Magnetanker(16) und zwei Wicklungen(18,i9,20,21)sowie elektronische Schaltungsmittel (2) zur Durchschaltung einer Spannung an eine Wicklung des Auslösemagneten angeordnet sind und daß Anschlußbuchsen C11) der Steckdose in einer Abdeckung(10), die den Gehäusekasten an der Frontseite verschließt, angeordnet sind.
2. Elektrische Anschluß- und Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusekasten(i) quaderförmig, ausgebildet ist lind daß an einer Schmalseite übereinander die von der Abdeckung (.10) gehaltenen Anschlußbuchsen 01) und die elektronischen Schaltungsmittel(2) angeordnet sind und daß in dem an die andere Schmalseite anstoßenden Raum übereinander der Schaltmechanismus (.3) und der Auslösemagnet C6) sowie neben dem Auslösemagneten zwei zur Doppelkontaktstelle gehörende Licktbogenkammern angeordnet sind.
3. Elektrische Anschluß- und Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetanker 06) mechanisch mit den beweglichen Kontaktstücken(26) gekuppelt ist derart, daß bei einer Auslösung eine beschleunigende Öffnungskraft direkt auf die Kontaktstücke ausgeübt wird.
4. Elektrische Anschluß- und Schutzvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine WicklungC20) des Auslösemagneten(.6) aus einem isolierten Flachband besteht, dessen Breite der ganzen Länge des Auslösemagneten entspricht und das zugleich einen Träger für die zweite Wicklung(21) bildet.
5. Elektrische Anschluß- und Schutzvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine _ ₍f

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Feder(17) zur Fesselung des Magnetankers(16) im Innern des Auslösemagneten(6) zwischen dem festen Magnetkern(15) und dem Magnetanker angeordnet ist.

Elektrische Anschluß- und Schutzvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mauerkasten(32) mit Befestigungsflanschen (33) und mit einer etwas größeren Bautiefe,als dem Gehäusekasten(i) entspricht, vorhanden ist, in den der Gehäusekasten einsetzbar ist und daß zwischen dem Boden des Mauerkastens und dem Boden des Gehäusekastens ein Hohlraum(35) zur Aufnahme von Verbindungsklemmen(36) und Zuleitungsdrähten(37) vorgesehen ist.

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