DE2912028A1

DE2912028A1 - Fehlerstromschutzschalter fuer steckmontage

Info

Publication number: DE2912028A1
Application number: DE19792912028
Authority: DE
Inventors: Gerhard Ing Amon; Gottfried Prof Dr Biegelmeier
Original assignee: Felten & Guilleaume Fabrik Elektrischer Apparate AG; Felten and Guilleaume Austria AG
Current assignee: Felten & Guilleaume Fabrik Elektrischer Apparate A
Priority date: 1978-03-02
Filing date: 1979-03-27
Publication date: 1980-10-09
Also published as: BE874841A; NL7902243A; GB2043348B; AT353884B; GB2043348A; ATA148078A; FR2451098A1; FR2451098B1; CH643395A5

Description

Fehlerstromschutzschalter für Steckmontage
Bei der Konstruktion moderner Fehlerstromschutzschalter ist es wegen der hohen Zahl der verwendeten Einzelteile besonders wichtig, dan die montage schnell und daher billig erfolgen kann.
Trotzdem darf die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Auslösung bei Auftreten eines Fehlerstromes nicht beeinträchtigt werden, da es sich ja um Schutzapparate handelt, von denen das Leben von menschen abhängen kann.
Bei Niederspannungsschaltgeräten, insbesondere bei Schaltschützen wird nun zur Erzielung einer rationellen Fertigung eine möglichst schraubenlose Montagetechnik von vorgefertigten, meist zusammensteckbaren Baugruppen mit Erfolg angewendet. Bei Schutzschaltern ist dagegen eine schraubenlose Steckmontage noch nicht üblich.
Ansätze dazu finden sich etwa in der deutschen Auslegeschrift Nr.
1 123 751, die einen Schutzschalter beschreibt, der aus zwei Baugruppen besteht. Die eine Baugruppe wird durch den Sockel mit den Schaltkontakten gebildet und die zweite Baugruppe besteht aus dem Schalt schloß mit den Auslöseelementen. Auch in der österreichischen patentschrift Nr. 284 243 wird ein Schutzschalter beschrieben, der aus Baugruppen zusammengesetzt ist. Die österreichische Patentschrift Nr. 339 991 beschreibt ebenfalls einen Schutzschalter, bei dem ein Tragkörper senkrecht auf einem Sockel angeordnet ist, wobei auf der einen Seite des Tragkörpers das Schaltschloß und auf der anderen Seite die Auslöseelemente angeordnet sind.
Alle bisher genannten Lösungen erreichen jedoch nicht die für einen Fehlerstromschutzschalter mögliche günstige Anordnung der Einzelteile, weil immer versucht wurde, gleichzeitig mehreren Aufgabestellungen, z.B. Fehlerstrom- und Fehlerspannungsauslösung, gerecht zu werden. Bei einer Ausrichtung nur auf die Auslösung durch Fehlerströme, die durch einen Summenstromwandler erfat werden, können aber die Bauelemente so angeordnet und montiert werden, daß für Summenstromwandler, Fehlerstromauslöser, Prüfblock und Schaltschloß bei kleinstem nlatzbedarf der geringste Materialaufwand entsteht und trotzdem eine zuverlSssige Funktion sichergestellt ist. Gleichzeitig kann man erreichen, daß die Bauelemente leicht und daher billig zu montieren sind und das Justieren des Fehlerstromauslsers auch nach dem Einbau des Schaltschlosses in die Gehäusewanne möglich ist.
Einen Fortschritt in dieser Richtung stellt die Bauform dar, die in der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 1 538 774 beschrieben wird. Darin wird ein Fehlerstromschutzschalter beschrieben, bei dem die Symmetrieachse des Summenstromwandlers und die Symmetrieebene des Schalt schlosses in der Symmetrieebene der Gehausewanne angeordnet sind. Zu beiden Seiten des Schaltschlosses sind an einem U-förmig gestalteten Träger die wrüfvorrichtung und das Auslöserelais befestigt. Nachteilig bei dieser Lösung sind jedoch die zahlreichen Verbindungselemente, die aus Nieten und Schrauben bestehen.
Wie bereits erwähnt, kann durch eine weitgehend niet- und schraubenlose Steckmontage wesentlich an Montagezeit eingespart werden und der im nachfolgenden beschriebene Fehlerstromschutzschalter für Steckmontage weist diese erfinderischen Vorteile auf. Er besteht aus einer den Summenstromwandler, die Klemmen und die Schaltkontakte enthaltenden Gehäusewanne, einem Schaltschloß mit Fehlerstromauslöser und Prüfblock und einem Gehäusedeckel. Die Symmetrieachse des Summenstromwandlers und die Symmetrieebene des Schaltschlosses sind so angeordnet, daß sie in der Symmetrieebene der Gehäusewanne liegen. Das L-förmig ausgebildete Schaltschloß greift dabei erfindungsgemäß mit einem Schenkel in die Gehäusewanne ein und hält in der durch den anderen Schenkel und die Gehäusewanne gebildeten Aussparung den Summenstromwandler formschlüssig.
Bei dem in die Gehäusewanne eingreifenden Schenkel des L-förmigen Schaitschlosses sind in den beiden Schloßplatten erfindungsgemäß Federkrallen vorgesehen, durch die das Schaltschloß in einem rechteckigen Schacht in der Gehäusewanne durch Reibung festgehalten ist. Vach Verschrauben des Gehäusedeckels mit der Gehäusewanne ist erfindungsgemäß das L-förmige Schalt schloß, das seinerseits den Summenstromwandler formschlüssig hält, in seiner Lage gesichert. Der Schenkel des L-förmigen Schaltschlosses, der den Summenstromwandler in seiner Lage sichert, tr5i.gt auf der einen Seite den Fehlerstromauslöser und auf der anderen Seite den Prüfblock. Dabei sind erfindungsgemä.R der Fehlerstromauslöser und der Prüfbloc durch Zapfen-Lochverbindungen in den Schloßplatten in ihrer Lanze fixiert und werden durch eine Federklammer an die Schloßplatten gepreßt.
In dem Schenkel des L-förmigen Schaltschlosses, der in die Gehäusewanne eingreift, sind erfindungsgemäß zwei gleiche, symmetrische Schieher vorgesehen, die einen Rücksteller des Fehlerstromauslösers und einen Unterbrecherkontakt im Prüfblock betätigen. An der sauberen Ecke des L-förmigen Schaltschlosses ist erfindungagemäf? eine gemeinsame Buchse vorgesehen, die filr eine Klinkenauflage und für den Risksteller des Fehlerstromauslösers verwendet wird. Die Kniegelenkskette, die sich in dem Schenkel des L-förmiçen Schaltschlosses befindet, der in die GehRusewanne eingreift, besitzt ein Kniegelenk, das erfindungsgem.8? auf einen drehbaren Hebel einwirkt, der seinerseits eine als einarmigen Hebel ausgebildete Auslöseklinke huber die Flanke eines in dieser Auslöseklinke vorgesehenen Langloches antreibt, wodurch erfindungsgemäß infolge dieser Hebelübersetzungen die Andruckkraft auf die Klinkenauflage kleiner ist, als wenn bei gleicher Entfernung zwischen Kniegelenk und Klinkenauflage das Kniegelenk die Auslöseklinke direkt betätigen würde.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht vor der Steckmontage mit Schnitten des Gehäusedekkels 1o und der Gehäusewanne 1 nach der Linie A-B von Fig. 2b, dem L-£örmigen Schaltschloß 7 und dem Summenstromwandler 2. Fig.
2a zeigt in der Seitenansicht den zusammengebauten Fehlerstromschutzschalter wieder mit nach der Linie A-B geschnittenem Gehäusedeckel 1o und Gehäusewanne 1. Aus dieser Fig. 2a ist ersichtlich, daß das L->örmige Schaltschloß 7 und der Summenstromwandler 2 durch die Verschraubung des Gehäusedeckels mit der Gehäusewanne formschlüssig gehalten ist. In der Draufsicht Fig. 2b wurde der GehUusedeckel abgenommen und der Fehlerstromauslöser 8 und der Prüfblock 9 entfernt, um den Summenstromwandler 2 sichtbar zu machen. Fig. 3 zeigt das Schaltschloß 7, den Fehlerstromauslöser 8, den Prüfblock 9 und die Federklammer 11 vor der Montage. Fig. 4 zeigt die gleichen Bauelemente, nachdem sie durch die Zapfen-Lochverbindungen und die Federklammer 11 zu einer Baueinheit verbunden sind. Fig. 5a zeit die Draufsicht, Fig. 5b die linke und Fig. 5c die rechte Seitenansicht dieser Baueinheit im Detail und Fig. 6 erklärt die mechanischen Kraftverhältnisse des Schaltschlosses. In Fig. 6a ist ein Schaltschloß dargestellt, bei dem das Kniegelenk 17 die Auslöseklinke 19 direkt betestigt. In Fig. 6b ist die erfindungsgemäße Anordnung gezeigt, bei der das Kniegelenk 17 auf einen drehbaren Hebel 18 einwirkt, der seinerseits eine mit einem Langloch ausgestattete und als einarmiger Hebel wirkende Auslöseklinke 19 antreibt.
Wie aus Fig. 1 und Fig. 2a und 2b ersichtlich, liegt die Symmetrieachse des Summenstromwandlers 2 und die Symmetrieebene des Schaltschlosses 7 in der Symmetrieebene der Gehäusewanne 1. Das L-förmig ausgebildete Schalt schloß 7 greift dabei mit einem Schenkel in die Gehäusewanne ein und der Summenstromwandler 2 wird in der Aussparung formschlüssig gehalten, die durch den anderen Schenkel des Schalt schlosses und der Gehäusewanne gebildet wird, Wie aus Fig. 5b und 5c entnommen werden kann, haben die beiden Schloßplatten des L-förmigen Schalt schlosses 7 Federkrallen 20, so daß der Schenkel des Schaltschlosses, der in die Gehäusewanne 1 eingreift, in einem rechteckigen Schacht dieser Gehäusewanne durch Reibung festgehalten wird (Fig. 2a und 2b).
Nach Verschrauben des Gehäusedeckels 1o mit der Gehäusewanne 1 wird das L-förmige Schalt schloß 7 seinerseits durch den Gehäusedeckel in seiner Lage gesichert (Fig. 2a). Fig. 3 zeigt das L-förmige Schaltschloß 7, den Fehlerstromauslöser 8, den Prüfblock o und eine Federklammer 11. Der Fehlerstromauslöser und der Prüfblock besitzen hervorstehende Zapfen, die in entsprechende Löcher in den Schloßplatten des Schaltschlosses passen und die drei Bauelemente in ihrer gegenseitigen Lage fixieren. Zusammengehalten werden sie durch die Federklammer 11. Die aus dem L-förmigen Schaltschloß 7, dec Fehlerstromauslöser 8, dem prnfblock 9 und der Federklammer 11 bestehende zusammengebaute Baugruppe ist in Fig. 4 dargestellt. Fig. 5a, 5b und 5c zeigt Einzelheiten dieser Baugruppe. In dem Schenkel des L-förmigen Schaltschlosses 7, der in die Gehäusewanne 1 eingreift, sind zwei gleiche, symmetrische Schieber 12 vorgesehen, die einen 9ücksteller 13 des Fehlerstromauslösers 8 und einen Unterbrecherkontakt 14 im Prüfblock 9 betätigen. An der äußeren Ecke des L-förmigen Schalt schlosses 7 ist eine gemeinsame Achse 15 angeordnet, die sowohl für eine Klinkenauflage 16 und für den Rücksteller 13 des Fehlerstromauslösers 8 verwendet wird.
Bei einem Fehlerstromschutzschalter ist es von größter Bedeutung, für die an und für sich geringe Kraft des Fehlerstromauslösers im Schaltschloß Reserven vorzusehen, das heißt, daß das Schaltschloß mit einer möglichst geringen Kraft ausgelöst werden kann. Daher muß die Klinkenauflage, die durch den Fehlerstromauslöser bewegt werden muß, leicht beweglich sein und dies bedingt wieder, daß der Anpreßdruck der Auslöseklinke des Schaltschlosses möglichst klein sein muß. Dieser Anpreßdruck ist durch die Kontaktkraft und die Hebelübersetzungen gegeben. Außerdem sind die Dimensionen des Schalt schlosses vorgegeben. Wirkt das Kniegelenk direkt auf die Auslöseklinke, so ist entsprechend Fig. 6a die Abzugskraft PA der Klinkenauflage durch gegeben.
Kontaktkraft m .... Hebelarm der Auslöseklinke beim Kniegelenk nl .... Hebelarm der Auslöseklinke bei der Klinkenauflage ... .... . Reibungskoeffizient Wie in Fig. 6b dargestellt, ist nun erfindungsgemäß ein drehbarer Hebel 18 zwischen dem Kniegelenk 17 und der Auslöseklinke 19 angeordnet. Dieser drehbare Hebel 1P treibt die mit einem Langloch ausgestattete Auslöseklinke 19 an, die so als einarmiger Hebel auf die Klinkenauflage 16 einwirkt. Jetzt berechnet sich die Abzugskraft PA der Klinkenauflage mit Po .... Kontaktkraft m .... Hebelarm des drehbaren Hebels beim Kniegelenk n2 .... Hebelarm des drehbaren Hebels in bezug auf die Auslöseklinke o .... Hebelarm der Auslöseklinke in bezug auf die Klinkenauflage p .... Hebelarm der Auslöseklinke in bezug auf den Angriffspunkt des drehbaren Hebels Man erkennt, daß bei gleicher Entfernung zwischen Kniegelenk 17 und Klinkenauflage 16 in Fig. 6a und 6b, die ja durch die Abmessungen des L-förmigen Schaltschlosses 7 gegeben sind, die Abzugskraft der Klinkenauflage 16 bei der Anordnung nach Fig. 6b dann kleiner ist als jene der Fig. 6a wenn Man könnte also durch geeignete Wahl der Hebelübersetzung p/o bei der als einarmiger Hebel wirkenden Auslöseklinke 19 die Abzugskraft der Klinkenauflage beliebig verkleinern. Natürlich bestehen in dieser Hinsicht konstruktive Grenzen, aber eine Halbierung der Kraft ist ohne groRe Schwierigkeiten möglich.
Leerseite

Claims

Patentansprüche: 1. Fehlerstromschutzschalter bestehend aus einer den Summenstromwandler, die Klemmen und die Schaltkontakte enthaltenden Gehäusewanne, einem Schaltschloß mit Fehlerstroma.uslöser und Prüfblock und einem Gehäusedeckel, wobei die Symmetrieachse des Summenstromwandlers (2) und die Symmetrieebene des Schaltschlosses (7) in der Symmetrieebene der Gehäusewanne (1) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das L-förmig ausgebildete Schaltschloß mit einem Schenkel in die rrehäusewa.nne eingreift, wogegen in der durch den anderen Schenkel und die Gehäusewanne gebildeten Aussparung der Summenstromwandler formschlüssig ehalten wird.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Gehäusewanne (1) eingreifende Schenkel des L-förmigen .Schaltschlosses (7) durch wederkrallen (205* die in den beiden Schloßplatten vorgesehen sind, in einem rechteckigen Schacht der Gehäusewanne (1) durch Reibung festgehalten ist.
30 Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dosen Summenstromwandler (2) formschlüssig in seiner Lage sichernde L-förmige Schaltschloß (7) seinerseits durch den Gehäusedeckel (lo) nach dessen Verschraubung mit der Gehäusewanne (1) lagegesichert ist.
4. Schalter nach einem der Anspräche 1 bis 3, wobei an dem den Summenstronwandler (2) lagesichernden Schenkel des L-förmigen Schaltschlosses (7) auf der einen Seite der Fehlerstromauslöser (8) und auf der anderen Seite der PrTifblock (9) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch Zapfen-Lochverbindungen in den Schloßplatten der Fehlerstromausl5ser (8) und der Prüfblock (9) in ihrer Lage fixiert und durch eine Federklammer (li) an die SchloRplatten gepreßt sind.
5. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schenkel des L-förmigen Schaltschlosses (7), der in die Gehäusewanne (1) eingreift, zwei gleiche, symmetrische Schieber (12) vorgesehen sind, die einen RAcksteller (13) des Fehlerstromauslösers (8) und einen Unterbrecherkontakt (14) im Prtlfblock betätigen.
6. Schalter nach einem der AnsprUche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der äußeren Ecke des L-förmigen Schaltschlosses eine gemeinsame Achse (15) für eine Klinkenauflage (16) und fUr den Rücksteller (13) des Fehlerstroauslösers (8) verwendet wird.
7. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daR in dem Schenkel des L-förmigen Schalt schlosses (7), der in die Gehäusewanne (1) eingreift, ein Kniegelenk (17) vorgesehen ist, das auf einen drehbaren Hebel (18) einwirkt, der seinerseits eine als einarmigen Hebel ausgebildete Auslöseklinke (19) ueber die Flanke eines in dieser Auslöseklinke (19) vorgesehenen Langloches antreibt, wodurch infolge dieser Hebelübersetzungen die Andruckkraft auf die Klinkenauflage (16) kleiner ist, als wenn bei gleicher Entfernung zwischen Kniegelenk (17) und Klinkenauflage (16) das Kniegelenk die Auslöseklinke (19) direkt betätigen würde.