EP0014871B1

EP0014871B1 - Fehlerstromschutzschalter, der an einen Leitungsschutzschalter gekoppelt ist

Info

Publication number: EP0014871B1
Application number: EP80100500A
Authority: EP
Inventors: Günter Ing. grad. Böker; Helmut Ing. Grad. Heindorf; Dieter Kropp
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1979-02-05
Filing date: 1980-02-01
Publication date: 1981-09-02
Also published as: EP0014871A1; DE2904211A1; DE2904211C2; ATE191T1; ES488278A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fehlerstromschutzschalter mit einem Auslösemechanismus, der an einen Leitungsschutzschalter gekoppelt ist, mittels eines Übertragungsgliedes auf die Verklinkung des Leitungsschutzschalters einwirkt und diesen bei einem auftretenden Fehlerstrom ausschaltet, wobei der Auslösemechanismus zwei im Auslösefall nacheinander ansprechende unter Federspannung stehende Verklinkungsstellen aufweist.
Ein derartiger Fehlerstromschutzschalter ist beispielsweise aus der DE-B-26 51 596 bekannt. Bei diesem Schalter besteht der Auslösemechanismus aus zwei für sich verklinkbaren mechanisch getrennten Mechanismen, von denen der eine dem Verklinkungsmechanismus des Leitungsschutzschalters gleicht, während der andere ein vom Fehlerstromauslöser betätigbarer Kraftspeicher ist und zur Auslösung des Verklinkungsmechanismus dient. Als Übertragungsglied zur Entklinkung des Leitungsschutzschalters ist hierbei eine bei mehrpoligen Leitungsschutzschaltern übliche Kupplung vorgesehen. Der Auslösemechanismus für diesen Schalter benötigt viel Raum, insbesondere sind die in die Bauhöhe eingehenden Abmessungen für Schalter niedriger Bauart zu groß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Auslösemechanismus für einen mit einem Leitungsschutzschalter kombinierten Fehlerstromschutzschalter zu schaffen, der eine niedrige Bauhöhe aufweist, eine geringe und genau definierbare Auslösekraft eines auf den Fehlerstrom ansprechenden Auslöserelais benötigt, die Wiedereinschaltung des letzteren aber mit großer jedoch sehr weich einzuleitender Kraft bewirkt und eine ausreichende Übertragungskraft zur Entklinkung auch mehrerer Schaltmechanismen eines mehrpoligen Leitungsschutzschalters aufbringt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein mit der zweiten Verklinkungsstelle gehaltener Schalthebel unter dem Krafteinfluß von zwei in gleicher Richtung arbeitenden Federn steht und eine Feder hiervon bei entklinktem Schalthebel zusätzlich die Mitnahme eines zur ersten Verklinkungsstelle gehörenden Klinkenhebels herbeiführt, der seinerseits entgegen der durch die Feder vorgegebenen Schwenkrichtung innerhalb eines Freiweges von einem mit dem Fehlerstrom beaufschlagten Auslöserelais betätigbar ist, welches nach dem Entklinken des Auslösemechanismus aufgrund der von der Feder eingeleiteten gegenläufigen Schwenkbewegung vom Klinkenhebel wieder eingeschaltet wird.
Der erfindungsgemäße Fehlerstromschutzschalter ist besonders vorteilhaft, weil beide Federn nach dem Entklinken des Auslösemechanismus zum Verschwenken des Schalthebels dienen, der dadurch mit großer Kraft das auf die Mechanismen der Leitungsschutzschalter einwirkende Übertragungsglied ansteuern kann. Erst nach anfänglichem Verschwenken des Schalthebels erfolgt die Mitnahme des Klinkenhebels und damit das selbsttätige Wiedereinschalten des Auslöserelais. Diese Wiedereinschalten geschieht durch die gewählte Schenkelfeder mit großer und genau definierter Kraft, jedoch sehr weich, so daß ein Zerschlagen der empfindlichen Polflächen des meist nach dem Haftprinzip arbeitenden Auslöserelais vermieden wird. Ein weiterer Vorteil besteht in der aufgrund der beiden Schenkelfedern erzielbaren geringen Bauhöhe, die direkt in die Gesamtbauhöhe des Schalters eingeht. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei die Erfindung nachfolgend näher erläutert:

Von dem Fehlerstromschutzschalter ist in der Figur ein in Einschaltstellung befindlicher Auslösemechanismus gezeigt, dessen erste Verklinkungsstelle 1 von einem Klinkenhebel 3 mit einem Auslösehebel 4 und dessen zweite Verklinkungsstelle 2 von einer Klinke 5 mit einem Schalthebel 6 jeweils gebildet sind. Die genannten Teile stehen im verklinkten Zustand unter der Wirkung einer Entklinkungsfeder 7, Klinkenfeder 8, Öffnungsfeder 9 sowie Rückstellfeder 10 und sind mittels eines Handbedienungsorgans 11 und eines auf Zapfen 11 schwenkbar daran gelagerten Bügels 12 gegenseitig über Totpunkt verspannt. Hierzu sind Schalthebel, Klinkenhebel, Auslösehebel und Handbedienungsorgan jeweils auf festen Achsen 13,14,15, 16 zwischen einer unteren Platine 17 und einer nur teilweise dargestellten oberen Platine 18 schwenkbar gelagert, während eine zur Lagerung der Klinke 5 und des Bügels 12 dienende Achse 19 mittels eines Führungshebels 20, der ebenso wie der Schalthebel 6 auf der Achse 13 gelagert ist, eine Kreisbahn um die letztgenannte beschreiben kann.

Die erste Verklinkungsstelle befindet sich auf einer Senkrechten über der Mitte der Achse 14 und die zweite Verklinkungsstelle auf einer Senkrechten über der Mitte der Achse 19 derart, daß von den Verklinkungsstellen her keine Drehmomente in die zugehörigen Teile einfließen. Die Öffnungsfeder 9 und die Rückstellfeder 10 sind als Schenkelfedern ausgebildet, liegen nebeneinander auf der Achse 13 und stützen sich jeweils mit dem einen Schenkel 9a, 10a an den Platinen ab, während sie mit dem jeweils anderen Schenkel 9b, 10b hinter entsprechend geformte Anlageflächen 6a, 6b des Schalthebels greifen und versuchen, diesen im Gegenuhrzeigersinn zu verschwenken. Außerdem ist die Rückstellfeder mit ihrem verlängerten Schenkel 10b durch eine Kulisse 3a eines am Klinkenhebel 3 hochgestellten Lappens hindurchgesteckt. Die zwischen der oberen Platine 18 und einer Abwinklung 4a am Auslösehebel eingehängte als Zugfeder ausgebildete Entklinkungsfeder 7 versucht, letzteren im Gegenuhrzeigersinn zu verschwenken und drückt ihn dabei mit einem abgewinkelten Ansatz 4c auf die erste Verklinkungsstelle. Als Schenkelfeder wiederum ist die um die Achse 19 gelegte Klinkenfeder 8 ausgebildet, die einerseits hinter einen Schenkel 5a der V-förmig ausgebildeten Klinke greift und sich andererseits am Bügel 12 abstützt und versucht, die Klinke im Uhrzeigersinn zu verschwenken. Hierbei kann deren Schenkel 5b mit einer Nase 5c hinter einem abgewinkelten Ansatz 6c des Schalthebels einhaken. Letzterer weist zudem einen Steg 6d auf, der in ein nicht dargestelltes Übertragungsglied eingreift und damit den Verklinkungsmechanismus eines benachbarten ebenfalls nicht dargestellten Leitungsschutzschalter ansteuert. Mit einem Pfeil 21 ist der Angriffspunkt eines auf den Fehlerstrom ansprechenden nicht dargestellten Auslöserelais auf dem Klinkenhebel 3 angedeuetet.
Der Auslösemechanismus des Fehlerstromschutzschalters befindet sich zur Überwachung der ihm nachgeschalteten Elektroinstallation in der in der Figur gezeigten Einschaltstellung und ebenso der mit ihm gekoppelte einpolige oder mehrpolige Leitungsschutzschalter. Die Schalter sind in zur Zeichnungsebene planparallelen Ebenen hintereinander in einem nicht dargestellten aus mehreren Kammern gebildeten Gehäuses untergebracht. Tritt nun ein Fehlerstrom in der elektrischen Anlage in vorbestimmter Größe auf, so spricht das hochempfindliche und im allgemeinen nach dem Haftprinzip arbeitende Auslöserelais an, und sein Anker bewegt sich in Richtung des Pfeiles 21 und drückt dort mit minimaler Kraft auf den Klinkenhebel. Dieser schwenkt daraufhin im Uhrzeigersinn um die Achse 14 und seine Nase 3c gleitet unter dem abgewinkelten Ansatz 4c des Auslösehebels hervor, so daß die erste Verklinkungsstelle freigegeben wird und der Auslösehebel unter der Wirkung der Entklinkungsfeder 7 verschwenkt. Bei dieser Schwenkbewegung drückt der Auslösehebel mit einer Zunge 4b gegen den Schenkel 5a der Klinke und verschwenkt diese so weit, daß ihre Nase 5c den abgewinkelten Ansatz 6c des Schalthebels freigibt. Hierdurch ist die zweite Verklinkungsstelle aufgehoben und der Schalthebel 6 schwenkt unter der Wirkung der Öffnungsfeder 9 und der Rückstellfeder 10 im Gegenuhrzeigersinn bis zu einem Anschlag 17a und löst dabei mit seinem Steg 6d über das bereits erwähnte Übertragungsglied die Mechanismen des Leitungsschutzschalters aus und dessen Schaltkontakte trennen das zu schützende Leitungsnetz von der Versorgungsspannung.
Beim Verschwenken des Schalthebels kommt die Rückstellfeder 10 mit ihrem Schenkel 10b an der oberen Kante 3b der Kulisse 3a zur Anlage und hebt entgegen der Richtung des Pfeiles 21 den Klinkenhebel 3 so weit an, daß letzterer den Anker des Auslöserelais sehr weich aber mit ausreichend großer Kraft wieder einschaltet. Das Auslösen mit geringer Kraft und das Wiedereinschalten mit höherer Kraft gewährleistet ein durch die Kulisse 3a vorgegebener Freiweg zwischen der oberen Kante 3b und dem Schenkel 10b der Rückstellfeder, wie insbesondere aus der Figur ersichtlich ist. Während des Schwenkvorganges des Schalthebels wird jedoch nicht nur der Klinkenhebel sondern auch der Auslösehebel angehoben, in dem die Anlagefläche 6b unter dessen abgewinkelten Ansatz 4c greift und diesen aufgrund der stärker dimensionierten Öffnungsfeder entgegen der Kraft der Entklinkungsfeder 7 mitnimmt. Der abgewinkelte Ansatz 4c kommt dabei an einer an die Nase 3c sich anschließenden Schräge 3d zur Anlage, so daß sich die erste Verklinkungsstelle 1 in einer vorbereiteten Verklinkungsposition befindet. Das Handbedienungsorgan 11 ist nach dem Entklinken der zweiten Verklinkungsstelle unter der Wirkung einer nicht gezeigten an ihm angreifenden Feder im Uhrzeigersinn verschwenkt und hat über den Bügel 12 die Achse 19 und damit die Klinke 5 auf der vom Führungshebel 20 vorgegebenen Bahn derart bewegt, daß die Nase 5c der Klinke unter der Wirkung der Klinkenfeder 8 hinter den abgewinkelten Ansatz 6c des Schalthebels greift.
Zum Wiedereinschalten des Fehlerstromschutzschalters braucht das Handbedienungsorgan nur in die in der Figur angezeigte Lage zurückgeschwenkt zu werden. Hierbei bewegt sich die Achse 19 mit der Klinke auf der vom Führungshebel 20 vorgegebenen Kreisbahn, und der von der zweiten Verklinkungsstelle mitgenommene Schalthebel spannt die Öffnungsfeder und die Rückstellfeder. Weiterhin gibt die Anlagefläche 6b den abgewinkelten Ansatz 4c frei und dieser rutscht unter der Wirkung der Entklinkungsfeder 7 auf der Schräge 3d herab und schwenkt den Klinkenhebel, bis er auf der Nase 3c zur Auflage kommt, so daß auch die erste Verklinkungsstelle wieder eingeschaltet ist. Mit etwa gleichzeitig ablaufender Bewegung hat der Schenkel 10b den als Freiweg bezeichneten Abstand zur Kante 3b der Kulisse erreicht. Wird beim Verschwenken des Handbedienungsorgans eine gedachte Verbindungslinie von der Achse 16 über die Zapfen 11 a zur Achse 19 durch das vom Bügel und Handbedienungsorgan gebildete Kniegelenk überschritten, so verspannt sich auch bei losgelassenem Handbedienungsorgan der Auslösemechanismus. Dies erfolgt unter der Wirkung der am Schalthebel angreifenden Federn, die das Kniegelenk über diese Verbindungslinie so weit anwinkeln, bis das Handbedienungsorgan an einem Anschlag 17b zur Anlage kommt. Der gasamte Auslösemechanismus einschließlich des Auslöserelais ist damit für die Überwachung seiner Schutzfunktion eingeschaltet. Erst danach kann der Leitungsschutzschaiter eingeschaltet werden.

Claims

1. Fehlerstromschutzschalter mit einem Auslösemechanismus, der an einen Leitungsschutzschalter gekoppelt ist, mittels eines Übertragungsgliedes auf die Verklinkung des Leitungsschutzschalters einwirkt und diesen bei einem auftretenden Fehlerstrom ausschaltet, wobei der Auslösemechanismus zwei im Auslösefall nacheinander ansprechende unter Federspannung stehende Verklinkungsstellen (1, 2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der zweiten Verklinkungsstelle (2) gehaltener Schalthebel (6) unter dem Krafteinfluß von zwei in gleicher Richtung arbeitenden Federn (Öffnungsfeder 9, Rückstellfeder 10) steht und eine Feder (Rückstellfeder 10) hiervon bei entklinktem Schalthebel (6) zusätzlich die Mitnahme eines zur ersten Verklinkungsstelle (1) gehörenden Klinkenhebels (3) herbeiführt, der seinerseits entgegen der durch die Feder (Rückstellfeder 10) vorgegebenen Schwenkrichtung innerhalb eines Freiweges von einem mit dem Fehlerstrom beaufschlagten Auslöserelais (Pfeil 21) betätigbar ist, welches nach dem Entklinken des Auslösemechanismus aufgrund der von der Feder (Rückstellfeder 10) eingeleiteten gegenläufigen Schwenkbewegung vom Klinkenhebel (3) wieder eingeschaltet wird.

2. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schalthebel (6) sowie den Klinkenhebel (3) betätigende Feder (Rückstellfeder 10) eine Schenkelfeder ist, die mit einem Schenkel (10b) unter eine Anlagefläche (6b) am Schalthebel (6) greift und mit ihrem freien Ende in eine Kulisse (3a) des Klinkenhebels (3) hineinragt.

3. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den erforderlichen Freiweg begrenzende Kante (3b) der Kulisse (3a) zum freien Ende des einen Schenkels (10b) der Rückstellfeder (10) bei eingeschaltetem Auslösemechanismus einen solchen Abstand hat, daß einerseits der Auslösevorgang ohne die Wirkung der Rückstellfeder (10) erfolgen kann und andererseits das Wiedereinschalten des Auslöserelais durch die an der Kante (3b) zur Anlage kommende und den Klinkenhebel (3) verschwenkende Rückstellfeder (10) gesichert ist.

4. Fehlerstromschutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusammen mit dem Klinkenhebel (3) die erste Verklinkungsstelle (1) bildender Auslösehebel (4) von der Anlagefläche (6b) des nach dem Auslösevorgang verschwenkenden Schalthebels (6) selbsttätig in eine vorbereitende Verklinkungsposition entgegen einer ihn im Gegensinn belastenden Zugfeder (Öffnungsfeder 9) rückgeführt ist und sich auf einer an die Verklinkungsfläche (Nase 3c) anschließenden Schräge (3d) des Klinkenhebels (3) abstützt.