EP0139886A2 - Schutzschalter - Google Patents
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- EP0139886A2 EP0139886A2 EP84108801A EP84108801A EP0139886A2 EP 0139886 A2 EP0139886 A2 EP 0139886A2 EP 84108801 A EP84108801 A EP 84108801A EP 84108801 A EP84108801 A EP 84108801A EP 0139886 A2 EP0139886 A2 EP 0139886A2
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- H01H2071/048—Means for indicating condition of the switching device containing non-mechanical switch position sensor, e.g. HALL sensor
Definitions
- the invention relates to a circuit breaker with the features of the preamble of claim 1.
- circuit breakers circuit breakers, residual current circuit breakers, residual voltage circuit breakers, overvoltage protection switches
- circuit breakers circuit breakers, residual current circuit breakers, residual voltage circuit breakers, overvoltage protection switches
- a toggle is provided for switching on and off by hand, and for triggering in the event of a malfunction essentially a magnetic release with an impact anchor and / or a bimetal release. Due to the toggle position, the user of the circuit breaker can recognize whether it is switched on or off. Versions are also known in which the user can recognize whether the device has been switched off arbitrarily or whether it has switched off automatically (because of a fault). However, it is not clear what was the reason for the automatic triggering, namely an overload accident or a short circuit.
- the invention has for its object to equip a circuit breaker in such a way that the user can reliably and easily recognize not only the malfunction but also its cause - short circuit or overcurrent.
- the possibility of reliable detection should also exist in dark rooms, such as, for example, cellar rooms, since a majority of the circuit breakers in question are used in poorly lit rooms and it is not uncommon for the associated room lighting to fail after a (line) circuit breaker has responded .
- This object is achieved by the characterizing features of claim 1.
- the electro-optical display device interacts selectively in whole or in part with only one or (alternatively!) With the other.
- the electro-optical element should respond when the magnetic release has caused the circuit breaker to switch off, since then there are dangers to the device and the user, which were described at the beginning.
- a monostable electrical on / off switch is to be used which can be connected to the impact anchor of the magnetic release or the bimetallic strip of the bimetallic release, which can be reset to the switch-off position by hand using the manually operated knob.
- a device has the effect that when one or (alternatively!) The other part responds, the electro-optical display device is switched on until the switch is switched on (reset) by actuating the toggle. If the electro-optical display device interacts with the magnetic release, the operator knows that the short circuit must first be eliminated before resetting. If, on the other hand, the electro-optical display device is connected to the bimetallic element, the operator knows when the display device is on that it can be safely switched on again.
- the devices described not only pass on information to the user, but if the
- Circuit breaker secures itself against being switched on again when the dangerous short-circuit situation arises. It is within the scope of the invention to provide a further manually operable button which must be pressed in order to reset the toggle in the event of a short circuit.
- the circuit breaker 1 is provided with a switching device 2, which can be switched on and off manually by means of a toggle 3 and can be switched off electromagnetically and / or electrothermally by means of a magnetic release 4 or a bimetallic release 5.
- the magnetic release 4 has an impact armature 6, the bimetallic release 5 has a bimetallic strip 7.
- Impact anchor 6 and bimetallic strip 7 interact with the toggle 3 as well as with a main switch contact 9 through a coupling device 8, which is not shown in any more detail.
- the coupling device 8 is designed such that the main switching contact 9 already opens only a trigger in response and do Störfallabschal- g effected.
- a display current branch 12 which is parallel to the main switch contact 9 and contains a resistor 10 and a glow lamp 11, is provided, which is energized when the main switch contact 9 is opened and another switch contact 13 operatively connected to the impact armature 6 is closed, and the lighting the glow lamp 11 caused.
- the glow lamp 11 in turn is arranged behind a window-like opening 14 in the circuit breaker housing wall 15 and is thus visible to the outside from the user.
- the toggle and glow lamp should be arranged on the same side of the housing facing the user.
- the impact of the impact armature 6 on the further switching contact 13 also takes place via a further coupling device 16, which is not shown in greater detail.
- 17 denotes the “hot” side of the phase conductor
- 18 denotes the “cold” side of the phase conductor that can be separated by the main switching contact 9 the neutral conductor.
- the further switch contact 13 is dispensed with, which in the case of the one shown in FIG. 1 provides for the selective display of the glow lamp 11 only when the magnetic release 4 responds. Rather, via a coupling device 16 there is a diaphragm that can be displaced in the direction of arrow 21 between opening 14 and glow lamp 11
- the glow lamp 11 is energized in the manner described above and is visible in yellow, since the part 23 lies between the opening 14 and the glow lamp 11. If, on the other hand, the magnetic release 4 has responded, the diaphragm is displaced such that the part 24 comes to lie between the glow lamp 11 and the opening 14 and the red glow of the glow lamp indicates the dangerous short-circuit condition.
- a further 'glow lamp 30 is provided which can be connected in parallel to the glow lamp 11 via a third switching contact 31.
- the third switching contact 31 is closed when the magnetic release 4 responds by the coupling device 16 interacting with the impact armature 6, so that when the switching device 2 responds only the glow lamp 11, when the magnetic release responds both glow lamps 11 and 30 light up.
- the glow lamp 11 is supplied with voltage by a blinking circuit 40.
- the flashing circuit 40 has a charging circuit 41, which consists of a charging resistor 42, a charging diode 43 and a charging capacitor 44 connected in series.
- the charging circuit is parallel to the main switch contact 9.
- a discharge circuit 45 consisting of a discharge resistor 46 and the glow lamp 11 in series, is parallel to the charging capacitor 44.
- the charging capacitor 44 charged via the charging resistor 42 and the charging diode 43 is discharged intermittently, causing the glow lamp 11 to open after opening of the main switch contact 9 flashes.
- the discharge circuit 45 Via a fourth switch contact 47 which is wirkver- b reasons by the coupling device 16 with the striker armature 6, the discharge circuit 45 is connected to the neutral conductor 19, falls so that the glow lamp in a steady lighting state.
- the discharge circuit 45 is connected to the neutral conductor 19 via a decoupling diode 48 and a decoupling resistor 49. It appears significant that if the connections 50, 51, 52 are swapped, different switching states of the load switch can be assigned different lighting states of the diode.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Schutzschalter mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
- Bekannte Schutzschalter (Leitungsschutzschalter, Fehlerstrom-Schutzschalter, Fehlerspannungsschutzschalter, Überspannungsschutzschalter) weisen im wesentlichen eine von Hand ein- und ausschaltbare Schaltvorrichtung auf, die mit elektromagnetischen und/oder elektrothermischen Mitteln zusammenwirkt. Zur Ein- und Ausschaltung von Hand ist ein Knebel vorgesehen, zur Auslösung im Störfall im wesentlichen ein Magnetauslöser mit einem Schlaganker und/oder ein Bimetallauslöser. Aufgrund der Knebelstellung kann der Benutzer des. Schutzschalters erkennen, ob dieser ein- oder ausgeschaltet ist. Es sind auch Ausführungen bekannt, bei denen der Benutzer erkennen kann, ob das Gerät willkürlich abgeschaltet wurde oder ob es selbsttätig (wegen eines Störfalles) abgeschaltet hat. Nicht erkennbar ist allerdings, was der Grund für die selbsttätige Auslösung war, nämlich ein Überlaststörfall oder ein Kurzschluß. Im Falle der Überlastung ist es in der Regel gefahrlos möglich, von Hand den Schutzschalter wieder einzuschalten, da die über ein Bimetall betätigte elektrothermische Schaltvorrichtung im Zusammenwirken mit freiauslösenden Mitteln das Wiedereinschalten verhindert. Wird hingegen im Kurzschlußfalle mehrmals eine Einschaltung versucht, so besteht die Gefahr, daß entweder der Schutzschalter selbst, Teile des Leitungsnetzes oder der angeschaltete elektrische Verbraucher zerstört werden.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schutzschalter derart auszurüsten, daß der Benutzer auf einfache Weise und unverwechselbar nicht nur den Störfall sondern auch dessen Ursache - Kurzschluß oder Überstromfall - zuverlässig erkennen kann. Insbesondere soll die Möglichkeit des zuverlässigen Erkennens auch in dunklen Räumen, wie beispielsweise Kellerräumen, bestehen, da ein überwiegender Teil der in Frage stehenden Schutzschalter in schlecht beleuchteten Räumen verwendet wird und nicht selten nach Ansprechen eines (Leitungs)-Schutzschalters auch die zugehörige Raumbeleuchtung ausgefallen ist. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
- Es wird als Kern der Erfindung angesehen, mit einfachen gut sichtbaren elektro-optischen Mitteln im Falle des Ansprechens eines Schutzschalters den Grund für das Ansprechen sichtbar zu machen. Dies kann auf unterschiedliche Weise gelöst werden. Wesentlich ist, daß bei Vorhandensein mehrerer auslösender Elemente - hier Bimetall und Magnetauslöser - selektiv die elektro-optische Anzeigevorrichtung ganz oder teilweise nur mit einem oder (alternativ!) mit der anderen zusammenwirkt. Vorzugsweise soll das elektro-optischeflleäent dann ansprechen, wenn der Magnetauslöser die Abschaltung des Schutzschalters verursacht hat, da dann die Gefährdungen für Gerät und Benutzer vorliegen, die eingangs beschrieben wurden.
- In Weiterbildung der Erfindung soll gemäß Anspruch 2 ein monostabiler elektrischer Ein-/Ausschalter entweder mit dem Schlaganker des Magnetauslösers oder dem Bimetallstreifen des Bimetallauslösers verbunden sein, der von Hand durch den handbetätigbaren Knebel in die Ausschaltstellung rücksetzbar ist. Eine derartige Vorrichtung bewirkt, daß bei Ansprechen des einen oder (alternativ!) anderen Teiles die elektro-optische Anzeigevorrichtung so lange eingeschaltet ist, bis der Schalter durch Betätigung des Knebels wieder eingeschaltet (zurückgesetzt) wird. Falls die elektro-optische Anzeigevorrichtung mit dem Magnetauslöser zusammenwirkt, weiß die Bedienungsperson, daß sie vor Rücksetzen zunächst den Kurzschluß zu beseitigen hat. Falls die elektro-optische Anzeigevorrichtung hingegen mit dem Bimetallelement verbunden ist, weiß die Bedienungsperson bei Leuchten der Anzeigevorrichtung, daß sie gefahrlos den Schalter wieder einschalten kann.
- Gemäß Anspruch 3 ist eine Blende vorgesehen, die je nach Grund des Störfalles die Lampe abdeckt oder nicht. In Weiterbildung dazu kann die Blende aus eingefärbtem transluzentem Material bestehen. Damit ergeben sich für die Bedienungsperson folgende Erkennungsmöglichkeiten:
- a) Lampe aus oder Lampe ein, jedoch von lichtundurchlässiger Blende verdeckt: Schutzschalter eingeschaltet;
- b) Lampe leuchtet, nicht von Blende überdeckt (daher z.B. weißes Licht): Schutzschalter hat a4gesprochen, beispielsweise durch Bimetallauslösung (falls Blende mit Magnetauslöser wirkverbunden ist),
- c) Lampe leuchtet und ist von transluzenter Blende überdeckt (daher z.B. rotes Licht): Schutzschalter hat aufgrund eines Kurzschlusses angesprochen.
- Es ist auch möglich, zwei Lichtquellen unterschiedlicher oder gleicher Farbe vorzusehen, wobei die erste beispielsweise bei Ansprechen des Schutzschalters generell einschaltet und die zweite nur bei Ansprechen beispielsweise des Magnetauslösers. Der daraus resultierende Informationsgehalt ist etwa derselbe wie im letzten Absatz beschrieben. Leuchtet keine der Lichtquellen, so ist der Schutzschalter eingeschaltet, leuchtet nur die eine, so liegt Ausschaltung durch Überlast vor, leuchtet nur die andere oder leuchten beide, so liegt Kurzschluß vor, falls die zweite Lichtquelle mit dem Magnetauslöser zusammenwirkt.
- Die Aufmerksamkeit des Benutzers wird dann besonders stark erregt, wenn die Lichtquelle (Lichtquellen) durch eine Blinkschaltung spannungsversorgt ist (sind). In Weiterbildung hierzu ist es vorteilhaft, gemäß Ansprüchen 8 und 9 die Blinkschaltung so zu verschalten, daß sie bei Vorhandensein eines Ladestromkreises und eines Entladestromkreises die als Glimmlampe ausgebildete Lichtquelle bei Ansprechen des Schutzschalters generell in den Blinkzustand verfällt, was dadurch geschieht, daß der parallel zum Hauptschaltkontakt liegende Ladestromkreis bei Öffnung des Hauptschaltkontaktes bestromt wird sowie bei Ansprechen des Magnetauslösers die Lichtquelle dauerleuchtet. Auch ist es denkbar, die unterschiedlichen Ansprechursachen durch unterschiedliche Blinkfrequenzen zu symbolisieren. Auf diese Weise wird mit ein- und derselben Lichtquelle mit einfachen Schaltmitteln eine Mehrfachinformation (vergleichbar der obigen) vermittelt.
- Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn durch die beschriebenen Vorrichtungen nicht nur Information an den Benutzer weitergegeben wird, sondern wenn der
- Schutzschalter sich selbst bei Vorliegen des gefährlichen Kurzschlußfalles gegen Wiedereinschalten durch Knebelbetätigung sichert. Es liegt im Rahmen der Erfindung, einen weiteren handbetätigbaren Knopf vorzusehen, der gedrückt werden muß, um im Kurzschlußfalle den Knebel rückzusetzen.
- Die Erfindung ist anhand mehrerer in den Zeichnungsfiguren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Schutzschalters mit selektiver Anzeige durch eine Lichtquelle.
- Fig. 2 einen Schutzschalter wie in Fig. 1 mit einer verschiebbaren Blende vor der Lichtquelle.
- Fig. 3 einen Schutzschalter gemäß Fig. 1 und 2 mit zwei Lichtquellen, davon eine selektiv angesteuert.
- Fig. 4 einen Schutzschalter mit Blinkschaltung.
- Der Schutzschalter 1 ist mit einer Schaltvorrichtung 2 versehen, die von Hand durch einen Knebel 3 ein- und ausschaltbar ist und elektromagnetisch und/oder elektrothermisch durch einen Magnetauslöser 4 oder einen Bimetallauslöser 5 ausschaltbar ist. Der Magnetauslöser 4 weist einen Schlaganker 6, der Bimetallauslöser 5 einen Bimetallstreifen 7 auf. Schlaganker 6 und Bimetallstreifen 7 wirken durch eine nichts näher dargestellte Kopplungsvorrichtung 8 sowohl mit dem Knebel 3 als auch mit einem Hauptschaltkontakt 9 zusammen. Die Kopplungsvorrichtung 8 ist derart ausgebildet, daß der Hauptschaltkontakt 9 bei Ansprechen nur eines Auslösers bereits öffnet und die Störfallabschal- tung bewirkt.
- Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein parallel zum Hauptschaltkontakt 9 liegender, einen Widerstand 10 und eine Glimmlampe 11 enthaltender Anzeigestromzweig 12 vorgesehen, der bei Öffnen des Hauptschaltkontaktes 9 und Schließen eines weiteren mit dem Schlaganker 6 wirkverbundenen Schaltkontaktes 13 bestromt wird und das Leuchten der Glimmlampe 11 verursacht. Die Glimmlampe 11 ihrerseits ist hinter einer fensterartigen Öffnung 14 in der Schutzschaltergehäusewand 15 angeordnet und somit nach außen für den Benutzer sichtbar. Vorzugsweise sollen - wie in den schematischen Figuren nicht dargestellt - Knebel und Glimmlampe auf der gleichen, dem Benutzer zugewandten Gehäuseseite angeordnet sein.
- Die Einwirkung des Schlagankers 6 auf den weiteren Schaltkontakt 13 geschieht ebenfalls über eine nicht näher dargestellte weitere Kopplungsvorrichtung 16. Mit 17 ist die "heiße" Seite des Phasenleiters, mit 18 die durch den Hauptschaltkontakt 9 trennbare "kalte" Seite des Phasenleiters dargestellt, 19 bezeichnet den Nulleiter. Zwischen der kalten Seite des Phasenleiters und dem Nulleiter 19 ist ein Hilfswiderstand 20 angeordnet, der für den Fall, daß auf der kalten Seite des Schutzschalters keine Verbraucher angeordnet sind, einen ausreichenden Stromfluß durch den Anzeigestromzweig im Störfalle aufrecht hält.
- Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbe is piel ist auf den weiteren Schaltkontakt 13 verzichtete der bei dem in Fig. 1 gezeigten für die selektive Anzeige der Glimmlampe 11 nur bei Ansprechen des Magnetauslösers 4 sorgt. Vielmehr ist hier über eine Kopplungsvorrichtung 16 eine in Pfeilrichtung 21 zwischen der Öffnung 14 und der Glimmlampe 11 verschiebbare Blende
- 22 vorgesehen, die einen beispielsweise gelb eingefärbten Teil 23 und einen beispielsweise rot eingefärbten Teil 24 aufweist. Hat lediglich der Bimetallauslöser 5 angesprochen, so wird in oben beschriebener Weise die Glimmlampe 11 bestromt und gelb sichtbar, da der Teil 23 zwischen Öffnung 14 und Glimmlampe 11 liegt. Hat hingegen der Magnetauslöser 4 angesprochen, so wird die Blende derart verschoben, daß das Teil 24 zwischen Glimmlampe 11 und Öffnung 14 zu liegen kommt und das rote Leuchten der Glimmlampe den gefährlichen Kurzschlußzustand anzeigt.
- Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine weitere 'Glimmlampe 30 vorgesehen, die über einen dritten Schaltkontakt 31 parallel zur Glimmlampe 11 anschließbar ist. Der dritte Schaltkontakt 31 wird bei Ansprechen des Magnetauslösers 4 durch die mit dem Schlaganker 6 zusammenwirkende Kopplungsvorrichtung 16 geschlossen, so daß bei Ansprechen der Schaltvorrichtung 2 lediglich die Glimmlampe 11, bei Ansprechen des Magnetauslösers beide Glimmlampen 11 und 30 leuchten.
- Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Glimmlampe 11 durch eine Blinkschaltung 40 spannungsversorgt. Die Blinkschaltung 40 weist einen Ladestromkreis 41 auf, der aus einem Ladewiderstand 42 einer Ladediode 43 und einem Ladekondensator 44 in Reihenschaltung besteht. Der Ladestromkreis liegt parallel zum Hauptschaltkontakt 9.
- Ein Entladestromkreis 45, bestehend aus einem Entladewiderstand 46 und der Glimmlampe 11 in Reihe, liegt parallel zum Ladekondensator 44. Bei Erreichen der Zündspannung der Glimmlampe wird der über den Ladewiderstand 42 und die Ladediode 43 aufgeladene Ladekondensator 44 intermittierend entladen, wodurch die Glimmlampe 11 nach Öffnung des Hauptschaltkontaktes 9 blinkt.
- Über einen vierten Schaltkontakt 47, der durch die Kopplungsvorrichtung 16 mit dem Schlaganker 6 wirkver- bunden ist, ist der Entladestromkreis 45 an den Nulleiter 19 anschließbar, wodurch die Glimmlampe in einen Dauerleuchtzustand verfällt. Die Aufschaltung des Entladestromkreises 45 auf den Nulleiter 19 erfolgt über eine Entkopplungsdiode 48 sowie einen Entkopplungswiderstand 49. Es erscheint bedeutungsvoll, daß bei beliebiger Vertauschung der Anschlüsse 50,51,52 unterschiedlichen Schaltzuständen des Lastschalters unterschiedliche Leuchtzustände der Diode zugeordnet werden können.
-
- 1 Schutzschalter
- 2 Schaltvorrichtung
- 3 Knebel
- 4 Magnetauslöser
- 5 Bimetallauslöser
- 6 Schlaganker
- 7 Bimetallstreifen
- 8 Kopplungsvorrichtung
- 9 Hauptschaltkontakt
- 10 Widerstand
- 11 Glimmlampe
- 12 Anzeigestromzweig
- 13 Schaltkontakt
- 14 Öffnung
- 15 Gehäusewand
- 16 Kopplungsvorrichtung
- 17 "heiße" Phase
- 18 "kalte" Phase
- 19 Nulleiter
- 20 Hilfswiderstand
- 21 Pfeilrichtung
- 22 Blende
- 23 Teil
- 24 Teil
- 30 weitere Glimmlampe
- 31 dritter Schaltkontakt
- 40 Blinkschaltung
- 41 Ladestromkreis
- 42 Ladewiderstand
- 43 Ladediode
- 44 Ladekondensator
- 45 Entladestromkreis
- 46 Entladewiderstand
- 47 vierter Schaltkontakt
- 48 Entkopplungsdiode
- 49 Entkopplungswiderstand
- 50 Anschluß
- 51 Anschluß
- 52 Anschluß
Claims (11)
dadurch gekennzeichnet, daß mit der Schaltvorrichtung (2) mindestens eine elektro-optische Anzeigevorrichtung mit einer Lichtquelle (Glimmlampe 11) zur selektiven Anzeige des die Auslösung verursachenden Störfalls zusammenwirkt, die durch Kopplung an den Schlaganker (6) des Magnetauslösers (4) oder (alternativ!) den Bimetallstreifen (7) des Bimetallauslösers (5) entweder eingeschaltet oder sichtbar gemacht wird.
dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Schlaganker (6) oder dem Bimetallstreifen (7) ein monostabiler, von Hand durch den Knebel (3) rücksetzbarer elektrischer Ein-/Ausschalter (Schaltkontakt 13) verbunden ist.
dadurch gekennzeichnet, daß der Schlaganker (6) oder der Bimetallstreifen (7) mit einer beweglichen, die Lichtquelle (Glimmlampe 11) überdeckenden Blende (22) zusammenwirkt.
dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (22) von ihrer Auslösestellung in ihre Einschaltstellung durch mechanische Kopplung an den Knebel (3) rücksetzbar ist.
dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (22) zumindest teilweise aus eingefärbtem transluzentem Material besteht.
dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lichtquellen (Glimmlampe 11, weitere Glimmlampe 30) unterschiedlicher oder gleicher Farbe vorgesehen sind, wobei die erste (11) bei Öffnung des Hauptschaltkontaktes (9) und die zweite (alternativ oder zusätzlich) bei Ansprechen entweder des Bimetallauslösers (5) oder des Magnetauslösers (4) anspricht.
dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (Glimmlampe 11) nach Auftreten eines Störfalles durch eine Blinkschaltung (40) spannungsversorgt ist.
dadurch gekennzeichnet, daß die Blinkschaltung (40) einen Ladestromkreis (41) aufweist, der aus einer Reihenschaltung eines Ladewiderstandes (42) einer Ladediode (43) sowie eines Ladekondensators (44) in willkürlicher Reihenfolge besteht und den einen ersten Leiter (Phasenleiter) unterbrechenden Hauptschaltkontakt (9) überbrückt sowie ein Entladestromkreis (45) vorgesehen ist, der parallel zum Ladekondensator (44) geschaltet ist sowie die Glimmlampe (11) und einen Entladewiderstand (46) enthält.
dadurch gekennzeichnet, daß der Entladestromkreis (45) durch einen mit dem Magnetauslöser (4) oder dem Bimetallauslöser (5) wirkverbundenen Schalter (vierter Schaltkontakt) mit einem zweiten Leiter (Nulleiter 19) elektrisch verbindbar ist.
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Phasenleiter und dem Nulleiter (19) ein Hilfswiderstand (20) vorgesehen ist.
dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Magnetauslöser (4) eine Einschaltsperrvorrichtung zusammenwirkt, die nach Vorliegen eines Kurzschlusses die Einschaltbewegung des handbetätigbaren Knebels (3) hemmt.
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