DE4220569A1 - Prüfkreisanordnung für einen Fehlerstromschutzschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfkreisanordnung für einen Fehlerstromschutzschalter, mit einem zwischen einem Pha­ senleiter und dem Rückleiter eines Netzes angeordneten Prüfstromkreis, in welchem sich ein Strombegrenzungswi­ derstand, das Auslöserelais des Fehlerstromschutzschal­ ters und eine mittels einer Prüftaste betätigbare Schal­ teranordnung jeweils zueinander in Reihe befinden.

Die allgemein übliche Prüfkreisanordnung umfaßt einen Prüfstromkreis mit einem Strombegrenzungswiderstand, dem Auslöserelais des Fehlerstromschutzschalters und einem Schalter, der mittels einer Prüftaste betätigt ist. Die Prüftaste schließt den Schalter entgegen der Kraft einer Feder, so daß über das Auslöserelais ein durch den Wider­ stand begrenzter Strom fließt, der das Auslöserelais be­ tätigt.

Es hat sich herausgestellt, daß dann, wenn die Prüftaste und damit auch das Auslöserelais längere Zeit nicht betä­ tigt worden sind, in einigen Fällen das Auslöserelais beim Drücken der Prüftaste nicht anspricht. Da der Wider­ stand aus Kosten- und Platzgründen unterdimensioniert ist, besteht die Gefahr, daß dann, wenn die Prüftaste zu lange gedrückt bleibt, im Falle des Nichtansprechens des Auslöserelais der Widerstand durchbrennt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Prüfkreisanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ein Durch­ brennen des Widerstandes verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schalteranordnung so ausgebildet ist, daß der Prüf­ stromkreis während des Betätigens der Prüftaste nur kurz­ zeitig geschlossen bleibt.

Dabei kann in vorteilhafter Weise die Schalteranordnung zwei Schaltelemente aufweisen, von denen im Ruhezustand das erste geöffnet und das zweite geschlossen ist und die so zueinander und zur Prüftaste zugeordnet sind, daß wäh­ rend des Niederdrückens der Prüftaste das erste geschlos­ sen und danach erst das zweite geöffnet wird.

Dabei können die Schaltelemente je ein Paar Kontaktfe­ dern, die in Bewegungsrichtung der Prüftaste gesehen übereinander liegen, aufweisen; dabei durchgreift die Prüftaste mit einem Fortsatz die Kontaktfedern des einen, zunächst offenen Paares und die prüftastennaheliegende Kontaktfeder des anderen, zunächst geschlossenen Paares. Der Fortsatz besitzt einen radialen Vorsprung, der so am Fortsatz angebracht ist, daß der Vorsprung das eine, der Prüftaste benachbart liegende Kontaktfederpaar schließt; bei weiterem Eindrücken der Prüftaste wird die andere Kontaktfeder des anderen Paares geöffnet.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann dahin ge­ hen, daß die Schaltelemente je ein Paar Kontaktfedern, die in Bewegungsrichtung der Prüftaste gesehen übereinan­ der liegen, aufweisen, daß eine Kontaktfeder des ge­ schlossenen Paares als Bimetall ausgebildet ist, daß das offene Kontaktfederpaar mittels der Prüftaste schließbar ist und daß das Bimetall so bemessen ist, daß es sich beim Schließen des Prüfstromes nach vorbestimmter Zeit ausbiegt und den Prüfstromkreis öffnet.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann dahin ge­ hen, daß die Prüftaste eine Buchse, einen darin schrau­ benförmig geführten Bolzen und eine Rückstellfeder für den Bolzen aufweist, so daß beim Niederdrücken des Bol­ zens sich dieser in der Buchse drehend verschiebt, daß am inneren Ende des Bolzens eine Kontaktfahne angebracht ist, die mit einem festen Kontaktstück zusammenwirkt, derart, daß beim Niederdrücken die Kontaktfahne zunächst mit dem festen Kontaktstück in Eingriff gelangt und da­ nach bei weiterem Niederdrücken von dieser durch Drehen freikommt.

Der Bolzen kann dabei mit einem Gewinde in der Buchse ge­ führt sein oder auch eine Nase aufweisen, die in einer Kulisse in der Buchse geführt ist.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann dahin ge­ hen, daß die Prüftaste einen Fortsatz aufweist, an dessen innerem Ende ein Kontaktstück befestigt ist, daß eine feststehende, in Bewegungsrichtung der Prüftaste ausbieg­ bare Kontaktfahne mit dem Kontaktstück zusammenwirkt und daß die Prüftaste mit dem Fortsatz bezogen auf die Er­ streckung der Kontaktfahne schräg verschiebbar ist, wobei die Kontaktfahne nur gering in den Bewegungsweg der Prüftaste eingreift, so daß beim Niederdrücken das Kon­ taktstück mit der Fahne in Berührung gelangt und bei wei­ terem Niederdrücken von der Kontaktfahne freikommt.

Mit den erfindungsgemäßen Ausführungsformen wird er­ reicht, daß beim Niederdrücken der Prüfstromkreis zunächst geschlossen und bei weiterem Niederdrücken des Niederdrückvorgangs wieder geöffnet wird, so daß der Prüfstromkreis nur kurzzeitig eingeschaltet und demgemäß der Widerstand nur kurzzeitig belastet wird.

Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung, weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen und weitere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Prüfstromkreises mit eingesetztem Schalter und Prüftaste,

Fig. 2 und 3 je eine schematische Darstellung ei­ ner Prüftaste mit Drehbewegung und

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Prüftaste mit Schrägbewegung.

Die Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung eines Prüf­ stromkreises, wie er in Fehlerstromschutzschaltern Ver­ wendung finden kann. Ein Fehlerstromschutzschalter ist allerdings nicht dargestellt.

Durch den Fehlerstromschutzschalter wird ein Phasenleiter L und ein Rückleiter N hindurchgeführt, welche über einen Prüfstromkreis mit dem Prüfstrompfad 10 miteinander ver­ bunden sind. In dem Strompfad 10 befindet sich ein erstes Schaltelement 11, das aus zwei parallel zueinander ver­ laufenden Kontaktfahnen 12 und 13 gebildet ist, die am linken Ende (siehe Zeichnung) ortsfest eingespannt und am rechten Ende mit einem sog. beweglichen Kontaktstück 14 und einem festen Kontaktstück 15 versehen sind. Der Strompfad 10 ist mit der Einspannstelle 16 der Kontakt­ fahne 12 verbunden. An der Einspannstelle 17 der Kontakt­ fahne 13 schließt ein Leiterstück 18 an, in dem sich ein Prüfwiderstand 19 befindet. Der Prüfwiderstand 19 ist an­ dererseits mit der Einspannstelle 20 einer Kontaktfahne 21 eines zweiten Schalterelementes 22 verbunden, an des­ sen freiem Ende ein festes Kontaktstück 23 angebracht ist. Mit dem festen Kontaktstück 23 wirkt ein bewegliches Kontaktstück 24 zusammen, das am freien Ende einer Kon­ taktfahne 25 befestigt ist, deren Einspannstelle 26 mit dem Rückleiter N verbunden ist, wobei sich in dem Lei­ tungspfad 27 das Auslöserelais 28 des Fehlerstromschutz­ schalters befindet.

Durch Öffnungen 29, 30 und 31 in den Kontaktfahnen 12, 13 und 21 greift der Fortsatz 32 einer Prüftaste 33 hin­ durch, wobei der Fortsatz 32 einen Randbord oder Rand­ leiste oder radialen Vorsprung 34 aufweist, welche vom freien Ende 35 des Fortsatzes 32 soweit entfernt ist, daß beim Niederdrücken der Prüftaste zuerst das erste Schal­ terelement 11 geschlossen wird und nach einer kurzzeiti­ gen Schließphase die unten liegende Kontaktfahne 25 in die strichlierte Stellung 25′ gedrückt wird, wobei sich das bewegliche Kontaktstück 24 vom festen Kontaktstück 23 in die Stellung 24′ entfernt.

Dadurch, daß relativ kurzzeitig nach dem Schließen des ersten Schalterelementes 11 das zweite Schalterelement 22 öffnet, fließt durch das Auslöserelais 28 ein zu dessen Betätigung ausreichender Strom, allerdings nur kurzzei­ tig, damit der durch den Widerstand 19 fließende Strom letzteren nicht zerstört.

Die Kontaktfahnenpaare 12, 13; 21, 25 sind in sich fe­ dernd elastisch ausgebildet, so daß zumindest über die Leiste 34 die beiden Kontaktfahnen 12, 13 federnd gebogen werden können, damit die Kontaktfahne 25 ausgelenkt wer­ den kann.

Bei einer nicht näher dargestellten Ausgestaltung kann die Kontaktfahne 25 als Thermobimetall ausgebildet sein. In diesem Falle kann der Fortsatz 32 ohne Randbord so ausgebildet sein, daß er lediglich auf die Kontaktfahne 12 drückt. Nach einer durch Bemessung des Thermobimetalls definierten Zeitdauer öffnet das zweite Schalterelement.

Die Fig. 2 zeigt eine andere Ausgestaltung. An dem Pha­ senleiter L ist ein Kontaktstück 40 angeschlossen, wel­ ches an der einen Stirnebene eines Bolzens 41 befestigt ist. Der Bolzen 41 durchgreift eine Hülse 42, die, wie aus der Fig. 2 ersichtlich, eine schräge Schlitzausneh­ mung 43 aufweist, in der ein an dem Bolzen 41 befestigter radial vorspringender Zapfen 44 geführt ist. Innerhalb der Hülse, zwischen der Hülse und dem Bolzen 41 befindet sich eine Rückstellfeder 45 und an dem oberen freien Ende des Bolzens 41 ist ein Betätigungsknopf 46 angebracht.

Mit dem Kontaktstück 40 wirkt ein festes Kontaktstück 47 zusammen, an dem der Widerstand 19 angeschlossen ist. Von dem Widerstand 19 geht es gemäß Pfeilrichtung P zum Aus­ löserelais (siehe Fig. 1) und von dort zu dem Rückleiter N.

Wenn nun mittels Betätigungsdruck durch einen Finger der Bolzen 41 in Pfeilrichtung P gedrückt wird, dann schiebt sich der Zapfen 44 im Schlitz 43 nach unten, wobei durch den Schlitz 43 der Bolzen 41 und damit auch der Betäti­ gungsknopf 46 in Drehbewegung gemäß Pfeilrichtung U ver­ setzt wird. Durch die Drehung des Bolzens 41 wird auch das Kontaktstück 40 verdreht und gelangt so von dem fe­ sten Kontaktstück frei, so daß der Stromkreis durch das Schalterelement 48 kurzzeitig geschlossen ist; in sog. Ruhestellung, wenn also der Betätigungsknopf 46 nicht ge­ drückt ist, ist das Schalterelement 48 geöffnet; während des Niederdrückens wischt das Kontaktstück 40 über das feste Kontaktstück 47, schließt somit kurzzeitig den Prüfstromkreis, und während des weiteren Durchdrückens wird der Prüfstromkreis wieder geöffnet, weil sich das Kontaktstück 40 von dem festen Kontaktstück 47 entfernt.

Die Fig. 3 zeigt eine ähnliche Ausgestaltung wie die Fig. 2. Man erkennt dort wieder das Kontaktstück 40, wel­ ches mit dem festen Kontaktstück 47 zusammenwirkt und das Schalterelement 48 bildet. An dem Kontaktstück 40 ist der Hinleiter L angeschlossen und am Kontaktstück 47 der Wi­ derstand 19; vom Widerstand 19 geht es gemäß Pfeilrich­ tung P zum Auslöserelais und von dort zum Rückleiter N. Mit dem Kontaktstück 40 ist ein Bolzen 50 verbunden, der innerhalb einer Hülse 51 geführt ist, wobei zwischen dem Bolzen 50 und der Hülse 51 ein Gewindestück 52 vorhanden ist, über welches der Bolzen 50 in die Hülse einschraub­ bar ist, weiterhin ist eine Rückstellfeder 53 vorgesehen, die der Rückstellfeder 45 ähnlich ist, wobei die Rück­ stellfeder 53 direkt am Betätigungsknopf 46 anliegt. Der Arbeitsschenkel 53′ der Feder 53 unterstützt die Rück­ wärtsdrehbewegung des Bolzens 50. Wenn nun der Bolzen 50 über den Betätigungsknopf 46 in Pfeilrichtung P nach in­ nen gedrückt wird, dann verdreht sich aufgrund des Gewin­ des 52 das Kontaktstück 40 bezogen auf das feste Kontakt­ stück 47, so daß das Schalterelement 48 beim Niederdrüc­ ken kurzfristig geschlossen wird.

Es sei nun Bezug genommen auf die Fig. 4. Die Prüfkreis­ anordnung besitzt einen Führungsblock 60, der eine Qua­ derform besitzt. Innerhalb des Führungsblockes 60 ist eine Durchgangsöffnung (nicht näher dargestellt) vorgese­ hen, die von einem Bolzen 62, der innerhalb des Führungs­ blockes strichliert dargestellt ist, verdrehsicher ge­ führt ist. Zwischen dem Bolzen 62 und dem Führungsblock 60 befindet sich eine Rückstellfeder 63, die dafür sorgt, ebenso wie die Rückstellfedern 45 und 53, daß der Bolzen 62 nach dem Eindrücken in Pfeilrichtung P₁ und Loslassen wieder in Pfeilrichtung P₂ in seine Ausgangsstellung zu­ rückkehrt. Man erkennt in der Fig. 4, daß der Bolzen den Führungsblock 60 schräg durchsetzt, so daß die Bewegungs­ richtung P₃ des Bolzens 62 einen spitzen Winkel alpha mit der vertikalen Seitenkante 64 des Führungsblockes 60 bil­ det. Das untere Ende des Bolzens 62 ragt in der Zeichnung unten aus dem Führungsblock 60 heraus und an seiner unte­ ren freien Stirnfläche ist ein Kontaktstück 65 befestigt, an dem über eine Leitung 66 der Hinleiter L angeschlossen ist. In die Bewegungsbahn des Bolzens 62 ragt eine Kon­ taktfahne 67 mit einem beweglichen Kontaktstück 68 hin­ ein. An der Kontaktfahne 67 ist über ein Leitungsstück 69 der Prüfwiderstand 19 angeschlossen. Gemäß Pfeilrichtung P₄ setzt sich der Strompfad 69 zum Auslöserelais und z-um Rückleiter fort. Das in der Zeichnung oben befindliche Ende des Bolzens 62 trägt einen Betätigungsknopf 70.

Wenn der Betätigungsknopf 70 niedergedrückt wird, dann bewegt sich der Bolzen in Pfeilrichtung P₃ und das Kon­ taktstück 65 gelangt kurzfristig mit dem Kontaktstück 68 in Verbindung, wobei die Kontaktfahne 67 gemäß strich­ lierter Pfeilrichtung P₅ ausgebogen wird, so lange, bis das Kontaktstück 65 das Kontaktstück 68 passiert hat und auf der Außenfläche des Bolzens 62 gleitet. Daß beim Los­ lassen der Prüftaste 70 der Kontakt zwischen den Kontakt­ stücken 65 und 68 wieder geschlossen wird, ist für die Funktionsweise von geringer Bedeutung. Im niedergedrück­ ten Zustand, der durch 65′ gekennzeichnet ist, ist jeden­ falls die Kontaktstelle 65/68 geöffnet.

Es ist selbstverständlich daß in den Ausführungsformen nach den Fig. 2 bis 4 der Bolzen 41, 50 bzw. 62 je­ weils aus Isoliermaterial besteht. Darüberhinaus ist selbstverständlich, daß Maßnahmen getroffen werden, auf­ grund deren die Rückstellfeder sich einerseits an der Hülse 42, 51 bzw. am Führungsblock 60 und andererseits am Bolzen 41, 50, 62 abstützt. Während bei der Ausführungs­ form nach den Fig. 2 und 3 der Bolzen verdreht werden soll, so daß sowohl der Bolzen 41, 50 als auch die Hülse 42, 51 Drehteile oder eine kreiszylindrische Form aufwei­ sen müssen, ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 zweckmäßig vorgesehen, daß der Bolzen 62 nicht gegenüber dem Führungsblock 60 verdreht werden kann. Man muß jedoch sagen, daß es hierauf nicht zwingend ankommt; Lösungen bei denen der Bolzen 62 drehbar im Führungsblock 60 ge­ führt ist, sich somit frei drehen kann, sind ebenso denk­ bar. Dann allerdings müßte der Betätigungsknopf 70 genau mittig, bezogen auf das obere Ende des Bolzens 62 ange­ ordnet sein.

Claims (8)

1. Prüfkreisanordnung für einen Fehlerstromschutz­ schalter, mit einem zwischen einem Phasenleiter und dem Rückleiter eines Netzes angeordneten Prüfstromkreis, in welchem sich ein Strombegrenzungswiderstand, das Auslö­ serelais des Fehlerstromschutzschalters sowie eine mit­ tels einer Prüftaste betätigbare Schalteranordnung je­ weils in Reihe zueinander befinden, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schalteranordnung (11, 22; 48; 68, 65) so ausgebildet ist, daß der Prüfstromkreis während des Betä­ tigungsvorganges der Prüftaste nur kurzzeitig geschlossen wird.

2. Prüfkreisanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schalteranordnung zwei Schalterele­ mente (11, 22) aufweist, von denen im Ruhezustand das er­ ste Schalterelement (11) geöffnet und das zweite Schal­ terelement (22) geschlossen ist, und daß die Schalterele­ mente so zueinander und zur Prüftaste angeordnet und zu­ geordnet sind, daß während des Niederdrückens der Prüfta­ ste (33, 32) das erste Schalterelement (11) geschlossen und danach erst das zweite Schalterelement geöffnet wird.

3. Prüfkreisanordnung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schalterelemente je ein Paar Kontaktfedern, die in Bewegungsrichtung der Prüfta­ ste gesehen, übereinanderliegen, daß die Prüftaste mit einem Fortsatz die Kontaktfedern des einen, der Prüftaste benachbart liegenden und zunächst offenen Paares und die prüftastennaheliegende Kontaktfeder des anderen, zunächst geschlossenen Paares durchgreift, daß der Fortsatz (32) einen radialen Vorsprung aufweist, und daß der Vorsprung so an dem Fortsatz angebracht ist, daß der Vorsprung das eine, der Prüftaste benachbart liegende Kontaktfederpaar schließt und bei weiterem Eindrücken der Prüftaste der Fortsatz die andere Kontaktfeder des anderen Paares öff­ net.

4. Prüfkreisanordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterelemente je ein Paar Kontaktfedern, die in Bewegungsrichtung der Prüftaste gesehen übereinander liegen, aufweisen, daß eine Kontaktfeder des geschlossenen Paares als Bimetall ausgebildet ist, daß das offene Kontaktfederpaar mittels der Prüftaste schließbar ist, und daß das Bimetall so be­ messen ist, daß es sich beim Fließen des Prüfstromes nach vorbestimmter Zeit ausbiegt und den Prüfstromkreis öff­ net.

5. Prüfkreisanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Prüftaste eine Buchse, einen darin schraubenförmig geführten Bolzen und eine Rückstellfeder für den Bolzen aufweist, so daß beim Niederdrücken des Bolzens sich dieser in der Buchse drehend verschiebt, und daß am inneren Ende des Bolzens eine Kontaktfahne ange­ bracht ist, die mit einem festen Kontaktstück zusammen­ wirkt, derart, daß beim Niederdrücken die Kontaktfahne zunächst mit dem feststehenden Kontaktstück in Eingriff gelangt und danach bei weiterem Niederdrücken von diesem wieder freikommt.

6. Prüfkreisanordnung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Bolzen mit einem Gewinde in der Buchse geführt ist.

7. Prüfkreisanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen eine in einer Kulisse in der Buchse geführte radial vorspringende Nase aufweist.

8. Prüfkreisanordnung nach einem der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüftaste einen Fortsatz aufweist, an dessen dem Betätigungsknopf ent­ gegengesetzten inneren Ende ein Kontaktstück befestigt ist, das eine feststehende, in Bewegungsrichtung der Prüftaste ausbiegbare Kontaktfahne mit dem Kontaktstück zusammenwirkt und daß die Prüftaste mit ihrem Fortsatz bezogen auf die Erstreckung der Kontaktfeder schräg ver­ schiebbar ist, wobei die Kontaktfahne nur gering in den Bewegungsweg der Prüftaste eingreift, so daß beim Nieder­ drücken der Prüftaste das Kontaktstück mit der Fahne in Berührung gelangt und bei weiterem Niederdrücken von der Kontaktfahne freikommt.