DE3937546C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 auf die elektromagnetische Schaltmechanik für eine Schutzschalteinrichtung mit Differenzstrom- und Unter­ spannungsauslösung.

Eine Schutzschalteinrichtung dieser Art ist aus der EP 01 89 493 A1 bekannt. Dabei weist das als Anschlußstecker für einen elektrischen Verbraucher ausgebildete Gerät eine Schaltkontaktanordnung auf, die von Hand mittels Druckknopf über eine Schaltmechanik allpolig zu betätigen und durch eine elektronische Differenzstrom- und Unterspannungsüber­ wachung elektromagnetisch auslösbar ist. Weiterhin verfügt das Gerät über eine Prüfeinrichtung zur Kontrolle seiner Funktionsfähigkeit. Dieses bekannte Vorschaltgerät verwendet jedoch eine relativ komplizierte Einschalt- und Auslöse­ mechanik und muß dementsprechend aufwendig hergestellt und montiert werden. Des weiteren macht der konstruktive Aufbau des Geräts ein besonderes Gehäuse erforderlich.

Fernerhin ist aus der DE 33 41 874 C1 eine Schalteranordnung mit Nullspannungsauslösung bekannt, bei der das Auslöseorgan nur bei Ausfall der Netzspannung auf die Verklinkungsmechanik einwirken soll. Obwohl diesem Gerät im Vergleich mit dem vorbezeichneten Anschlußstecker die Fehlerstrom- oder Differenz­ stromauslösung fehlt, ist dessen Schaltmechanik ebenso auf­ wendig und funktionsbelastend ausgelegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schaltmechanik des Schutzschaltgeräts weniger platzaufwendig auszubilden und nach Möglichkeit mit den anderen Bauelementen des Geräts zu einer selbständig-funktionsfähigen Montageeinheit zusammen­ zufassen, die sich zum Einbau in kleinere Gehäuse, z. B. die genormten Steckerausführungen od. dgl. eignet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die elektromagnetische Schalt­ mechanik nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungs­ gemäß mit einem an einer Abwinklung des Magnetjochs einer Auslösespule verstellbar gehalterten Kontaktträger versehen, der sich bei Betätigung einer simultan auf den Kontaktträger und einen Klappanker der Auslösespule einwirkenden Bedienungs­ handhabe mit diesem Klappanker gegen die Trennkraft einer Schaltfeder und einer Rückstellfeder für den Klappanker ver­ klinkt und bei Entlastung der Bedienungshandhabe von der Schaltfeder um die Verklinkungsstelle zwischen Kontaktträger und Klappanker mit seinen Kontaktstücken gegen die Festkontakt­ stücke der Schaltstrecke zurückgeschwenkt wird.

Mit dieser Zusammenstellung aller Teile der Schaltmechanik um die Spule des elektromagnetischen Auslöseorgans herum ergibt sich in vorteilhafter Weise eine konstruktiv wie funk­ tionell selbständige Montageeinheit in kompakter Bauform, die nicht auf räumlich angrenzende Gegebenheiten angewiesen ist.

Besonderheiten und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schaltmechanik sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 erfaßt. - Nach den Merkmalen des Anspruchs 2 ist der Kontaktträger als zweiarmiger Hebel aus Isolierstoff innerhalb einer Langloch­ führung der Abwinklung des Magnetjochs der Auslösespule dreh- und verschiebbar gelagert. Dabei trägt derselbe an seinem einen Hebelarm die beweglichen Kontaktstücke der Schaltstrecke des Geräts und an seinem anderen Hebelarm einen Verklinkungs­ fortsatz, um damit in eine korrespondierende Verklinkungsnut auf Seiten des Klappankers der Auslösespule eingreifen und sich unter Federkraft an einer Nutflanke abstützen zu können.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach dem Merkmal des Anspruchs 3 beaufschlagt die manuell betätigte Bedienungs­ handhabe den verstellbaren Kontaktträger mit einem Nocken­ ansatz, der im Bereich der Zapfenlagerung des Kontaktträgers an dessen Flanke entlanggleitet und so denselben gegen die Kraft der Schaltfeder seitwärts verlagert und um das sich einerseits an einem Anschlag abstützende Hebelende anderer­ seits in die Verklinkung einschwenkt.

Nach den Merkmalen des Anspruchs 4 bildet der Isolierkörper der Auslösespule in Verbindung mit deren Magnetkern baulich den Träger für das Magnetjoch, welches seinerseits den Klapp­ anker und den Kontaktträger und die Bedienungshandhabe be­ weglich an sich lagert. Des weiteren trägt der Isolierkörper der Auslösespule ebenfalls die gedruckte Leiterplatte, auf welcher sich die Bauelemente der elektronischen Schaltungs­ anordnung und die Prüfeinrichtung befinden. Dabei stützt sich der Spulenkörper auf den Festkontaktstücken der Schaltstrecke ab, die ihrerseits auf der Leiterplatte befestigt sind und die nach außen reichenden Steckeranschlußstifte des Geräts tragen, womit insgesamt eine funktionsfähige Geräteeinheit zum Einbau in ein entsprechendes Isolierstoffgehäuse, bei­ spielsweise das eines Steckers, zustande kommt.

In der anliegenden Zeichnung gelangt als Ausführungsbeispiel der Erfindung das in einen genormten Stecker nach DIN 49 441 eingebaute Schutzschaltgerät für einen angeschlossenen Ver­ braucher schematisch zur Darstellung. Dabei zeigt

Fig. 1 das Gerät in ausgeschalteter Position;

Fig. 2 das Gerät in eingeschalteter Position; und

Fig. 3 das Gerät in einer Zwischenstellung bei voll eingedrückter Bedienungshandhabe.

Wie aus der (mit Positionszahlen versehenen) Fig. 1 der Zeich­ nung ersichtlich ist, gruppieren sich innerhalb des Stecker­ gehäuses 2 um die mit dem Magnetkern 12, dem Magnetjoch 8 und dem daran gelagerten Klappanker 10 versehene Auslösespule 1 einerseits die aus zwei Festkontaktstücken 3 und zwei auf dem verstellbaren Kontaktträger 7 angeordneten beweglichen Kon­ taktstücken 6 gebildete Schaltstrecke des Geräts, andererseits die auf einer gedruckten Leiterplatte 5 angeordnete Elektronik 16 mit dem Summenstromwandler 14 und der Prüfeinrichtung 15 mitsamt den Lötstützpunkten 17 für den seitlichen Anschluß der zugentlasteten Steckeranschlußleitung. Unterseitig treten die an den Festkontaktschienen 3 auf der Leiterplatte 5 befestig­ ten Steckerstifte 4 aus dem Gehäuse 2 hervor, während dasselbe frontseitig von der gleichzeitig auf die Schaltmechanik und die Kontaktanordnung einwirkenden Bedienungshandhabe 11 und von der Prüftaste 15 durchgriffen wird.

Die Funktion des Schutzschaltgeräts betreffend, ist dieses nach dem Einstecken in eine spannungsversorgte Steckdose ein­ schaltbereit. Beim Betätigen der an dem Magnetjoch 8 ge­ lagerten Bedienungshandhabe 11 wirkt diese mit ihren Nocken­ ansätzen 20 gegen die Kraft der Schaltfeder 9 auf den Kontakt­ träger 7 für die beweglichen Kontaktstücke 6 und simultan auf den mit der Rückstellfeder 13 belasteten Klappanker 10 des Auslösemagnetsystems ein. Im Zuge dieser Einschaltbetätigung wird der sich innerhalb einer Langlochführung 18 der Abwink­ lung des Magnetjochs 8 in Richtung des Magnetsystems bewegende Kontaktträger 7 mit seinem Kontaktende gegen einen festen Anschlag gedrückt und mit der Verklinkungsnase 19 an seinem freien Hebelende von der Verklinkungsnut 21 des Klappankers 10 übergriffen. Dabei hält sich diese mechanische Verklinkung gegen die Federkräfte 9 und 13 an dem Magnetkern 12 der er­ regten Auslösespule 1, da die Kraft der Rückstellfeder 13 größer bemessen ist als die Haltekraft der bloßen Verklinkung. Wird nun die Bedienungshandhabe 11 manuell entlastet, so ver­ schwenkt sich der Kontaktträger 7 unter Wirkung der Schalt­ feder 9 innerhalb der Langlochführung 18 um seine Verklinkungs­ stelle mit dem Klappanker 10, so daß die beweglichen Kontakt­ stücke 6 der Schaltstrecke auf die von der Leiterplatte 5 ge­ tragenen Festkontaktstücke 3 treffen, wobei die Schaltfeder 9 den Kontaktdruck bewirkt. Danach ist das Schutzschaltgerät eingeschaltet.

Im Fehlerfall wird durch den auftretenden Differenzstrom in bekannter Weise über die elektronische Schaltungsanordnung 18 des Geräts die Spannungsversorgung der Auslösespule 1 unter­ brochen, wodurch deren Klappanker 10 unter Wirkung der Rück­ stellfeder 13 abfällt und die Verklinkung freigibt. Damit öffnet sich die Kontaktstrecke 3/6 und der Kontaktträger 7 schwenkt innerhalb der Langlochführung 18 unter dem Druck der Schaltfeder 9 gegen den festen Anschlag in die Ausgangsstel­ lung zurück. Damit ist das Schutzschaltgerät ausgeschaltet.

Bei Auftreten eines Netzfehlers in der Festinstallation, bei­ spielsweise in Form einer Unterbrechung des PEN- oder des Neutralleiters, erfolgt die Auslösung in gleicher Weise. Da­ nach läßt sich das Schutzschaltgerät nicht wieder einschalten, bevor der Fehler beseitigt ist, da die manuelle Verklinkung von Klappanker 10 und Kontaktträger 7 erst garnicht zustande kommen kann. - Zum willkürlichen Ausschalten genügt es, das Schutzschaltgerät mit seinen Steckerstiften 4 einfach aus der Netzsteckdose zu ziehen oder die Drucktaste der Prüfeinrich­ tung 15 zu betätigen und dadurch einen Fehlerstrom zu er­ zeugen, der das Gerät wie im Fehlerfall auslösen läßt.

Claims (5)

1. Elektromagnetische Schaltmechanik für eine Schutzschalt­ einrichtung mit Differenzstrom- und Unterspannungsauslösung, gekennzeichnet durch einen an einer Abwinklung des Magnet­ jochs (8) einer Auslösespule (1) verstellbar gehalterten Kontaktträger (7), der sich bei Betätigung einer simultan auf den Kontaktträger (7) und einen Klappanker (10) der Auslösespule (1) einwirkenden Bedienungshandhabe (11) mit diesem Klappanker (10) gegen die Trennkraft einer Schalt­ feder (9) und einer Rückstellfeder (13) für den Klappanker (10) verklinkt und bei Entlastung der Bedienungshandhabe (11) von der Schaltfeder (9) um die Verklinkungsstelle (zwischen 7 und 10) mit seinen Kontaktstücken (6) gegen die Fest­ kontaktstücke (3) der Schaltstrecke zurückverschwenkt wird.

2. Schaltmechanik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktträger (7) als zweiarmiger Hebel aus Isolierstoff innerhalb einer Langlochführung (18) der Abwinklung des Magnetjochs (8) dreh- und verschiebbar gelagert ist, an seinem einen Hebelarm die beweglichen Kontaktstücke (6) trägt und an seinem anderen Hebelarm mit einem Verklinkungs­ fortsatz (19) zum Eingreifen in eine Verklinkungsnut (21) auf Seiten des Klappankers (10) versehen ist.

3. Schaltmechanik nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bedienungshandhabe (11) den verstellbaren Kontaktträger (7) im Bereich seiner Zapfenlagerung mit einem Nockenansatz gleitend beaufschlagt.

4. Schaltmechanik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Isolierkörper der Auslösespule (1) in Verbindung mit deren Magnetkern (12) baulich den Träger für das Magnetjoch (8) bildet, welches seinerseits den Klapp­ anker (10) und den Kontaktträger (7) und die Bedienungshand­ habe (11) zu einer kompakten Bau- und Montageeinheit an sich lagert.

5. Schaltmechanik nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper der Auslösespule (1) längsseits die ge­ druckte Leiterplatte (5) mit der elektronischen Schaltungs­ anordnung (16) und der Prüfeinrichtung (15) trägt, wohinzu sich der Spulenkörper auf den an der Leiterplatte (5) ge­ halterten Festkontaktstücken (3) abstützt und von den letz­ teren die Steckanschlußstifte (4) durch das Gehäuse (2) nach außen reichen.