DE2338738A1

DE2338738A1 - Druckknopfbetaetigter zweipoliger fehlerstromschutzschalter

Info

Publication number: DE2338738A1
Application number: DE19732338738
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Ellenberger and Poensgen GmbH
Current assignee: Ellenberger and Poensgen GmbH
Priority date: 1973-07-31
Filing date: 1973-07-31
Publication date: 1975-02-20
Also published as: US3938065A; JPS5044475A; GB1461666A; FR2239756B1; CH577748A5; FR2239756A1; DE2338738B2

Description

Ellenberger & Poensgen GmbH, Altdorf bei Nürnberg

Druckknopfbetätiqter zweipoliger Fehlerstromschutzschalter.

Die Erfindung bezieht sich auf einen druckknopfbetatxgten zweipoligen Fehlerstromschutzschalter mit zwei festen Kontakt stücken und zwei mit ihnen zusammenarbeitenden beweglichen Kontaktstücken sowie mit einem elektromagnetischen Auslöser, der in Abhängigkeit vom Fehlerstrom betätigt wird·

Die bekannten Fehlerstromschutzschalter sind relativ groß ausgebildet, besitzen keine Momenteinschaltung und mitunter auch keine Freiauslösung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Fehlerstromschutzschalter der oben bezeichneten Art möglichst raumsparend so auszubilden, daß er beide Stromkreise gleichzeitig ein- oder ausschaltet, eine Momentaus- und Momenteinschaltung sowie eine Freiauslösung aufweist und seine Einschaltstellung durch Betätigung des Druckknopfes nicht verändert werden kann. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein aus Isolierstoff bestehender Winkelhebel mit seinem quer zu einer mit dem unter Wirkung einer Aus-

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schaltfeder stehenden Druckknopf starr verbundenen Schaltstange liegenden Schenkel auf Ansätzen der Schaltstange frei schwenkbar und in Achsrichtung der Schaltstange verschiebbar gelagert ist, daß in dem anderen, etwa parallel sur Schaltstange liegenden Schenkel des Winkelhebels ein aus Isolierstoff bestehender Steg in seiner Mitte um eine etwa parallel zur Schaltstange stehende Achse schwenkbar gelagert ist, dessen beide Enden mit je einem beweglichen Kontaktstück versehen sind, daß die Schaltstange einen Mitnehmer und der den Steg tragende Schenkel des Winkelhebels einen mit dem Mitnehmer· zusammenarhsitenden Anschlag aufweist, der sich in der Ausschaltstellung der beweglichen Kontakt stücke, in der der Winkelhebel gegenüber seiner Einschaltstellung durch einen ortsfesten Anschlag schräg gestellt ist, im Verschiebebereich des Mitnehmers und in der Sinschaltstellung, in der der Winkelhebel von einer Haltenase eines Ankers des elektrom-agnetischen Auslösars gehalten wird, außerhalb des Verschiebebereiches des Mitnehmers befindet, und daß auf der Schaltstange eine sich an ihrem unteren Ende abstützende, auf den Winkelhebel einwirkende Druckfeder angeordnet ist.

Durch diese Ausbildung des erfindungsgemäßen Fehlerstromschutzschalter ist zunächst die Möglichkeit gegeben, daß beide Stromkreise gleichzeitig ein- oder ausgeschaltet wer-'den. Sobald der Fehlerstrom einen bestimmten Wert erreicht

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hat, zieht der Elektromagnet den Anker an, so daß dieser den VJ i nice !hebel frei gibt und der Winkelhebel unter der Wirkung der Ausschaltfeder ruckartig in seine Ausschaltstellung gelangt, wodurch eine Homentausschaltung erreicht ist. In dieser Ausschaltstellung wird der Winke!hebel gegenüber seiner L'inschaltntellung durch den ortsfesten Anschlag schräg gestellt, so daß bei der Einschaltbewegung des Druckknopfes und der Schaltstange der an der Schaltstange angeordnete Mitnehmer den Uinkelhebel an seinem Anschlag mitnimmt und zum Einrasten hinter die Haltenase des Ankers des elektromagnetischen Auslösers bringt. Sobald der quer zur Schaltstange liegende Schenkel des Winkelhebels die Haltenase hintergriffen hat und daiach der Druckknopf losgelassen wird, erfolgt eine Schwenkung des Winkelhebels unter Wirkung der Druckfeder um die Haltenase des Ankers als Drehpunkt. Bei dieser Schwenkung des Winkelhebels gleitet vor Erreichen der Einschaltstellung des Winkelhebel's sein Anschlag von dem Mitnehmer der Schaltstange ab, so daß danach unter Wirkung der Druckfeder der Winkelhebel eine ruckartige Schwenkung ausführt und die beiden beweglichen Kontaktstücke ebenfalls ruckartig in Anlage an die festen Kontaktstücke gelangen, wodurch eine Ilomenteinschaltung erreicht ist. In der Einschaltstellung des Winkelhebels bzw. der beweglichen Kontaktstücke befindet sich der Anschlag des Winkelhebels nicht im Bewegungsbereich des Mitnehmers der Schaltstange, so daß bei Betätigung des Druckknopfes in dieser Einschalt-

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stellung diese Einschaltstellung des Winkelhebels bsv/* der beweglichen Kontaktstücke nicht verändert werden kann. Ein Funkenziehen ist deshalb beim erfindungsgemäßen Fehlerstromschutzschalter in der Einschaltsteilung ausgeschlossen. Dadurch und durch die Moraentein- und Mo ment aus schaltung werden die beweglichen und die festen Kontaktstücke des erfindungsgemäßen FehlerStromschutzschalters geschont, so daß der Fehlerstromschutzschalter eine hohe Lebensdauer aufweist. Durch die Verwendung eines aus Isolierstoff bestehenden Winkelhebels, der schwenkbar und in axialer Richtung der Schaltstange verschiebbar gelagert ist, wird der Vorteil einer raumsparenden Ausbildung erreicht. Durch die schwenkbare Lagerung des die beweglichen Kontaktstücke tragenden Steges in dem Winkelhebel wird ein selbsttätiger Kontaktdruckausgleich erzielt. Dadurch, daß sich in der Einschaltetellung der Anschlag des Winkelhebels nicht im Bewegungsbereich des Mitnehmers der Schaltstange befindet, ist auch dann eine Auslösung möglich, wenn der Druckknopf in eingedrückter Stellung verklemmt ist oder festgehalten wird. Da hierbei die Ausschal bfeder unwirksam ist, bewegt die Druckfeder den Winkelhcibcl. in dio Aucschaltstellung. Diese Auslösung ist eine Freiauslösung.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist jedes bewegliche Kontaktstück an einem Schenkel eines U—förmigen, am Steg starr befestigten KontaktStückträgers angeordnet, dessen

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anderer Schenkel mittels einer Litze mit einer Anschlußfahne in elektrischer Verbindung steht. Dadurch wird einerseits eine einwandfreie elektrische Verbindung der beweglichen Kontaktstücke mit den Anschlußfahnen erzielt und andererseits die Beweglichkeit des Winkelhebels mit den beweglichen Kontaktstücken nicht behindert.

Der quer zur Schaltstange liegende Schenkel des Winkelhebels weist seitlich zwei miteinander fluchtende, im Querschnitt kreisförmige Zapfen auf, die in entsprechenden, in Verschieberichtung des Druckknopfes liegenden Muten des Schaltergehäuses geführt sind. Auch die Ansätze der Schaltstange sind in den Nuten- geführt» Dadurch wird eine einwandfreie Führung des Winkelhebels und der Schaltstange erreicht.

Zur Bestimmung des Fehlerstromes kann ein elektronischer Stromkreis vorgesehen sein, der mit dem elektromagnetischen Auslöser in'Verbindung steht. Ferner kann eine mit einer Anschlußfahne versehene schwenkbare Kontaktfeder vorgesehen sein, die durch einen Ansatz der Schaltstange in der Einschaltstellung in Anlage an eine Anschlußfahne eines Stromkreises bringbar ist. Schließlich kann ein zusätzliches Kontaktstückpaar vorgesehen sein, dessen bewegliches Kontaktstück durch eine ^rüftaste in die Einschaltstellung bringbar und dadurch eine Spule des elektromagnetischen Auslösers einschaltbar ist. Durch Betätigung der Prüftaste

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ist die Möglichkeit gegeben, wahlweise den ordnungsgemäßen Zustand des Stromkreises des elektromagnetischen Auslösers zu überprüfen.

Infolge der raumsparenden Ausbildung des erfindungsgemäßen Fehlerstromschutzschalters kann dieser in eine normale Steckdose -eingebaut sein,

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. dargestellt. Es zeigte

Pig.l eine Ansicht eines offenen, in Einschaltstellung befindlichen Fehlerstromschutzschalters gemäß der Erfindung ,

Fig.2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig.l, Fig.3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig.l, Fig.4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig.5, Fig.5 die gleiche Ansicht wie Fig.l, wobei sich der Fehlerstromschutzschalter in der Ausschaltstellung befindet, und
Fig.6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig.5.

Der dargestellte Fehlerstromschutzschalter v/eist ein Gehäuse auf, das aus zwei schalenförmigen Gehäusehälften 1,2 aus Isolierstoff besteht, die miteinander durch Hohlniete verbunden sein können, die durch entsprechende Bohrungen 3 hindurchgreifen. Ein Druckknopf 4 ist in entsprechenden Ausspa-

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rungen 5 beider Gehäusehälften 1,2 in senkrechter Richtung verschiebbar gelagert. Der aus Isolierstoff bestehende Druckknopf 4 ist auf eine Schaltstange 6 aus Isolierstoff aufgerastet bzw. durch Hinterschneidungen aufgeschnappt und auf Grund dessen mit der Schaltstange 6 starr verbunden. Auf der Schaltstange 6 ist ein quer zu ihr liegender Schenkel 7 eines Uinkelhebels 8 aus Isolierstoff in axialer Richtung der Schaltstange 6 verschiebbar mit relativ großem Spiel gelagert, so daß der Winkelhebel 8, der noch einen Schenkel 9 aufweist, in bezug auf die Schaltstange 6 auch geschi/enkt werden kann. Hierbei stützt sich der Schenkel 7 mit seitlichen, im Querschnitt kreisförmigen Zapfen 10 an Ansätzen 11 der Schaltstange 6 ab. Sowohl die Zapfen 10 als auch die Ansätze 11 sind in entsprechenden senkrechten Nuten der parallel gegenüberliegenden Wände der beiden Gehäusehälften 1,2 verschiebbar geführt» Im Bereich der Ansätze 11 weist die Schaltstange 6 einen Mitnehmer 12 auf, der mit einem Anschlag 13 des Schenkels 9 des Winkelhebels 8 zusammenarbeiten kann.

V7ie insbesondere aus Fig.2 ersichtlich ist, weist der Schenkel 9 des Winkelhebels 8 eine Aussparung 14 auf, deren senkrechte Begrenzungswände kreisförmig ausgebildet sind. In dieser Aussparung 14 ist zwischen den kreisförmigen Begrenzung swänden ein Steg 15 aus Isolierstoff schwenkbar gelagert, an dessen beiden Enden je ein U-förmiger Kontaktstückträger

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befestigt ist. Der eine Schenkel des Kontaktstücktragers trägt ein bewegliches Kontaktstück 17, das in der Einschaltstellung gemäß den Fig.l und 2 an einem festen Kontaktstück 18 anliegt, das an einer Anschlußfahne 19 befestigt ist. Der andereSchenkel des U-förmigen Kontaktstückträgers 16 ist über eine Litze 20 mit einer Anschlußfahne 21 elektrisch verbunden. Der Schalter weist also zwei räumlich parallel zueinander liegende gleiche Stromkreise auf« Auf der Schaltstange 6 ist zwischen ihrem verbreiterten unteren Ende und dem Schenkel 7 des Winkelhebels 8 eine Druckfeder 22 vorgesehen, die etwas schwächer ausgebildet ist als eine ebenfalls als Druckfeder ausgebildete Ausschaltfeder 23, die ebenfalls auf der Schaltstange 6 zwischen dem Druckknopf und einer sich am Boden der Aussparungen 5 abstützenden Isolierscheibe 24 angeordnet ist. Die Schaltstange 6 durchsetzt die Isolierscheibe in einer entsprechenden Bohrung mit Spiel. Die Schaltstange 6 weist an ihrem unteren Ende einen Ansatz 25 auf, der in der Einschaltstellüng gemäß Fig.l eine Kontaktfeder 26 gegen die Anschlußfahne 21 drückt. Die Kontaktfeder 26 ist einstückig mit einer Anschlußfahne 27 ausgebildet.

In entsprechenden Aussparungen beider Gehäusehälften 1,2 ist ein elektromagnetischer Auslöser 28 angeordnet, der einen Spulenkörper 29 mit einer Spule 30 aufweist, deren Enden mit zwei Anschlußfahnen 31 elektrisch verbunden sind.

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Außerdem weist der Auslöser 28 einen Magnetkern 33, ein den Spulenkörper 29 U-förmig umfassendes Magnetjoch 34 und einen schwenkbaren Anker 35 auf, der mittels einer auf seiner Schwenkachse 32 angeordneten Drehfeder 36 in nicht angezogener Stellung gemäß Fig.l gehalten wird. Wie insbesondere aus Fig.5 ersichtlich ist, weist der Anker 35 eine Aussparung und eine rechtwinklig abgebogene Haltenase 37 auf, an der sich der Winkelhebel 8 mit .seinem Schenkel 7 in der Einschaltstellung gemäß Fig_ol abstützt.

In entsprechenden Aussparungen beider Gehäusehälften 1,2

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ist eine Prüftaste/in senkrechter Richtung verschiebbar gelagert, die auf eine schwenkbare Kontaktfeder 39 einwirkt, die mit einer festen Kontaktfeder 40 zusammenarbeitet. Beide Kontaktfedern 39,40 befinden sich im Stromkreis der Spule Durch die Prüftaste 38 kann wahlweise der Stromkreis der Spule 30 eingeschaltet und damit überprüft werden.

Die Wirkungsweise des Fehlerstromschutzschalters ist folgende:

Mit der Spule 30 steht ein elektronischer Stromkreis in Verbindung, der zur Bestimmung des Fehlerstromes dient, der der Spulo 30 zugeführt wird-. Sobald der Fehlerstrom einen bestimmbcn Wert, z.B. 5mA, erreicht, zieht der Elektromagnet den Anker 35 an, so daß der Anker 35 in die Stel-

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lung gemäß Pig„5 gelangt. Seine Haltenase 37 gibt den Winkelhebel 8 frei, so daß dieser unter Wirkung der Ausschaitfeder 23 in die Ausschaltstellung gemäß Fig.5 gelangt, in der der Winkelhebel 8 durcl/einen ortsfesben Anschlag 41 gegenüber der Einschaltstellung gemäß Pig.l schräg gestellt wird, wie aus Fig.5 deutlich ersichtlich ist. Die Ausschaltfeder 23 bewirkt eine Momentausschaltung. Wird bei dieser Auslösung der Druckknopf in der Einschaltstellung gemäß Fig.l festgehalten, oo daß die Ausschaltfeder 23 unwirksam ist, dann erfolgt durch die Druckfeder 22 eine Verschiebung des Winkelhebels 8 mit den beweglichen Kontaktstücken 17 in die Ausschaltstellung gemäß Fig.5. Diese Auslösung ist eine Freiauslösung. Bei der Auslösung gibt der Ansatz 25 der Schaltstange 6 die Kontaktfeder 26 frei, so daß diese sich von der Anschlußfahne 21 abhebt (Fig.5).

Wird in der Ausschaltstellung gemäß Fig.5 der Druckknopf betätigt, dann nimmt der Mitnehmer 12 der Schaltstange 6 den Winkelhebel 8 am Anschlag 13 mit und bringt seinen Schenkel 7 zum Einrasten hinter die Haltenase 37 des Ankers 35. Die hierbei erreichte unterste Stellung des Winkelhebels 8 ist in Fig.l mit dünnen strichpunktierten Linien angedeutet. Wird nun der Druckknopf 4 losgelassen, dann schwenkt der Winkolhebel 8 unter der Wirkung der Druckfeder 22 im Uhrzeigersinn gemäß Fig.5 um die Haltenase als Drehpunkt. Hierbei gleitet kurz vor Erreichen der

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Einschaltstellung der Anschlag 13 von dem Mitnehmer 12, so daß danach die Schwenkung des Winkelhebels 8 unter Wirkung der Druckfeder 22 ruckartig erfolgt, so daß auch die beweglichen Kontaktstücke 17 ruckartig in Anlage an die festen Kontaktstücke 18 gelangen und damit eine Momenteinschaltung erreicht ist.

In dieser Einschaltstellung drückt der Ansatz 25 der Schaltstange 6 die Kontaktfeder 26 gegen die Anschlußfahne 21. Die Kontaktfeder 26 wird also voreilend eingeschaltet und nacheilend ausgeschaltet.

Mit Hilfe der ^rüftaste 38 kann jederzeit überprüft werden, ob sich der Auslöser 28 in ordnungsgemäßem Zustande befindet und auslösebereit ist·

Die eine Anschlußfahne 31 oder Spule 30 ist mit der Anschlußfahne 27 verbunden, und die andere Anschlußfahne 31 steht mit der elektronischen Schaltung in Verbindung, so daß also bei Betätigung des Druckknopfes 4 auch die Spule 30 eingeschaltet wird»

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Claims

Patentansprüche;

l.J Druckknopfbetatigter zweipoliger Fehlerstromschutzschalter mit zwei festen Kontaktstücken und zwei mit ihnen zusammenarbeitenden beweglichen Kontaktstücken sowie mit einem elektromagnetischen Auslöser, der in Abhängigkeit vom Fehlerstrom betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein aun Isolierstoff bestehender Winkelhebel (8) mit seinem quer zu einer mit dem unter Wirkung einer Ausschaltfeder (23) stehenden Druckknopf (4) starr verbundenen Schaltstange (6) liegenden Schenkel (7) auf Ansätzen (11) der Schaltstange (6) frei schwenkbar und in Achsrichtung der Schaltstange (6) verschiebbar gelagert ist, daß in dem anderen, etwa parallel zur Schaltstange (6) liegenden Schenkel (9) des Winkelhebels (8) ein aus Isolierstoff bestehender Steg (15) in seiner Mitte um eine etwa parallel zur Schaltstange (6) stehende Achse schwenkbar gelagert ist, dessen beide Enden mit je einem beweglichen Kontaktstück (17) versehen sind, daß die Schaltstange einen Mitnehmer (12) und der den Steg (15) tragende Schenkel (9) des Winkelhebels (8) einen mit dem Mitnehmer (12) zusammenarbeitenden Anschlag (13) aufweist, der sich in der Ausschaltstellung der bev/eglichen Kontaktstücke (17), in der der Winkelhebel (8) gegenüber seiner Einschaltstellung durch einen ortsfesten Anschlag (41) schräg gestellt ist, im Verschiebebereich des Mitnehmers (12) und in der Einschaltstellung,in der der

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Winkelhebel (8) von einer Haltenase (37) eines Ankers (35) des elektromagnetischen Auslösers (28) gehalten wird, außerhalb dos Verschiebebereiches des Mitnehmers (12) befindet, und daß auf der Schalcstange (6) eine sich an ihrem unteren Ende abstützende, auf den V7inkelhebel (8) einwirkende Druckfeder (22) angeordnet ist.
2. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes bewegliche Kontaktstück (17) an einem Schenkel eines ü-fcrmicjen,. am Steg (15) starr befestigten Kontaktsfcücktrügers (16) angeordnet ist, dessen anderer Schenkel mitbels einer Litze (20) mit einer Anschlußfahne (21) in elelctrischer Verbindung steht.
3. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der quer zur Schaltstange (6) liegende Schenkel (7) des Winkelhebels (8) seitlich zwei miteinander fluchtende, im Querschnitt kreisförmige Zapfen (10) aufweist, die in entsprechenden, in Verschieberichtung des Druckknopfes (4) liegenden Nuten des Schaltergehäuses geführt sind.
4. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Ansätze (11) der Schaltstange (6) in den Hüten qeführt sind.

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5. Fehlorstrornschutzschalter nach einen¹, der vorhergehenden Anspruch--:, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des Fehlerstromes ein elektronischer Stromkreis vorgesehen ist, der mit dom elektromagnetischen Auslöser (28) in Verbindung steht.
6. Fehlerstronschuczschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eino mit einer Anschlußfahno (27) versehene schwenkbare Kontaktfeder (26) vorgesehen 1st, die durch einen Ansatz (25) der Schaltebange (6) in der Einschaltstellung in Anlage an oine Anschlußfahne (21) eines Stromkreises bringbar ist.
7. Fehlerstromschutzschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzliches KontakbStUc¹Cpaar (39,40) vorgesehen ist, dessen bewegliches Kontaktstück (39) durch eine Prüftaste (38Ϊ in die Sinschaltstellung bringbar und dadurch eine Spule (30) des elektromagnetischen Auslösers (26) einschaltbar ist.
8. Fehlerstromschutzschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er in eine normale Steckdose eingebaut ist.

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