EP0641045B1

EP0641045B1 - Fehlerstromgeschützte Steckdose

Info

Publication number: EP0641045B1
Application number: EP94112483A
Authority: EP
Inventors: Thomas Busenhart; Heinrich Freitag; Siegfried Mayer; Gerhard Schneider
Original assignee: CMC Carl Maier and Cie AG
Current assignee: ABB Schweiz AG; ABB CMC Carl Meier AG
Priority date: 1993-08-31
Filing date: 1994-08-10
Publication date: 1996-10-16
Anticipated expiration: 2014-08-10
Also published as: FI943971A0; EP0641045A1; DE59400850D1; FI943971A; ATE144353T1; FI110345B

Description

TECHNISCHES GEBIET

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer fehlerstromgeschützten Steckdose nach dem einleitenden Teil von Patentanspruch 1. Fehlerstromgeschützte Steckdosen verhüten Elektrounfälle und Brände in elektrischen Anlagen. Sie überwachen dabei die angesteckten Verbraucher kontinuierlich und unterbrechen die Stromzufuhr bevor ein zur Erde abfliessender Fehlerstrom für Menschen, Tiere oder Sachen gefährlich werden kann.

STAND DER TECHNIK

Die Erfindung nimmt auf einen Stand der Technik Bezug, wie er etwa im Aufsatz von J.Feitknecht "Fehlerstrom-Schutzschalter: Konstruktive Lösungen, Entwicklungstendenzen und Grundsätze für ihre Anwendung" in einem Sonderdruck aus Elektrotechnische Zeitschrift 1984, Heft 13, beschrieben ist. Eine in dieser Druckschrift angegebene, fehlerstromgeschützte Steckdose weist ein dosenförmiges Gehäuse auf, in dem ein Fehlerstrom-Schutzschalter und ein Steckkontakteil angeordnet sind. Als Buchsen ausgeführte Steckanschlüsse für Stromverbraucher sowie Betätigungsorgane für eine Kontaktanordnung des Fehlerstrom-Schutzschalters und für einen Prüfstromkreis sind aus dem Gehäuseinneren auf die Frontseite der Steckdose geführt. Das Gehäuse weist auf der Rückseite der Steckdose eine Materialausnehmung auf zur Aufnahme von Schraubklemmen für den Anschluss an die Leiter eines Niederspannungsnetzes. Anschlussklemmen und Steckkontaktteil bilden ein Dosenteil der Steckdose. Um eine kompakte Bauweise zu erreichen, sind die einzelnen Bestandteile dieser Steckdose auf einen Montagekörper aus Isolierstoff aufgeschraubt und/oder miteinander verschraubt. Die Herstellung und die Wartung einer solchen Steckdose sind ziemlich aufwendig, da vergleichsweise viele Montageschritte notwendig sind, um die Steckdose zusammenzubauen, oder um ein defektes Teil der Steckdose auszutauschen.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Der Erfindung, wie sie in Patentanspruch 1 angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, eine fehlerstromgeschützte Steckdose anzugeben, welche trotz kompakter Ausbildung einfach hergestellt und äusserst leicht montiert und gewartet werden kann.
Der Steckdose nach der Erfindung zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass ihre einzelnen Bestandteile modulare Einheiten sind, die zur Steckdose zusammengesteckt sind. Durch Austausch einiger weniger modularer Einheiten kann so unter Beibehalt aller übrigen Einheiten eine Steckdose hergestellt werden, welche etwa hinsichtlich des Aufbaus und der Ausbildung des Dosenteils ganz andere Anforderungen erfüllt wie eine Steckdose mit den nichtausgetauschten, modularen Einheiten. Beispielsweise kann die Steckdose nach Austausch eines Steckkontakte haltenden steckkontaktteils und einer Gehäuseabdeckung statt mit Steckern, die schweizerischen Sicherheitsvorschriften entsprechen, mit Steckern zusammenarbeiten, die deutschen Sicherheitsvorschriften entsprechen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung und die damit erzielbaren weiteren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt, und zwar zeigt:

Fig.1: ein Schaltbild einer nach der Erfindung ausgeführten Steckdose,
Fig.2: eine perspektivische Ansicht einer in drei Bestandteile zerlegten ersten Ausführungsform der erfindungsgemässen Steckdose,
Fig.3: eine weitere perspektivische Ansicht der in Bestandteile zerlegten Steckdose gemäss Fig.2,
Fig.4: eine perspektivische Ansicht einer in vier Bestandteile zerlegten zweiten Ausführungsform der erfindungsgemässen Steckdose,
Fig.5: eine weitere perspektivische Ansicht der in Bestandteile zerlegten Steckdose gemäss Fig.4,
Fig.6-9: perspektivische Ansichten von Bestandteilen der gemäss den Figuren 4 und 5 ausgeführten Steckdose,
Fig.10: eine Aufsicht auf einen quer zu einem Anschlussleiter geführten Schnitt durch eine Anschlussklemme und ein Teil eines Gehäuses der erfindungsgemässen Steckdose, und
Fig.11: eine Aufsicht in Pfeilrichtung auf die längs XI-XI geschnittene Anschlussklemme gemäss Fig.10.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleichwirkende Teile. Die in Fig.1 als Schaltschema dargestellte fehlerstromgeschützte Steckdose weist ein Dosenteil und einen Fehlerstrom-Schutzschalter auf. Das Dosenteil enthält ein Anschlussklemmenteil 1 mit drei Anschlussklemmen 11, 12, 13, welche der Reihe nach mit einem Phasenleiter L₃ eines Niederspannungsnetzes, dem Neutralleiter PEN des Netzes und einem nicht bezeichneten Schutzleiter verbunden sind. Als Buchsen ausgeführte Steckkontakte 21, 22, 23 eines steckkontaktteils 2 des Dosenteils der Steckdose sind mit steckbaren Gegenkontakten eines Verbrauchers V elektrisch leitend verbunden. Die beiden Anschlussklemmen 11 und 12 tragen nicht dargestellte Kontaktstücke, welche mit beweglichen Kontaktstücken 31, 32 eine zwei Schaltstellen enthaltende Kontaktanordnung 3 des Fehlerstrom-Schutzschalters bilden. An die beweglichen Kontaktstücke 31, 32 und an die Anschlussklemme 11 sind als Kupferdrahtlitzen ausgeführte Leiterabschnitte 121, 122, 123 angeschweisst oder angelötet. Diese Leiterabschnitte sind der Reihe nach durch Schweissen oder Löten mit den Steckkontakten 21, 22 und 23 elektrisch leitend verbunden. Die Leiterabschnitte 121 und 122 sind um einen ferromagnetischen Kern eines Summenstromwandlers 4 des Fehlerstrom-Schutzschalters gewickelt und wirken als dessen Primärwicklung. Eine Sekundärwicklung 41 des Summenstromwandlers 4 ist über eine auf einer Leiterplatte angeordnete Beschaltung 42 in elektrisch leitender Weise mit einem Magnetauslöser 5 des Fehlerstrom-Schutzschalters verbunden. Der Magnetauslöser 5 wirkt über einen nicht dargestellten mechanischen Auslöser auf ein eine nicht dargestellte Klinke enthaltendes Schaltschloss 6 des Fehlerstrom-Schutzschalters Das Schaltschloss 6 weist einen nicht dargestellten Mitnehmer auf, welcher in einen ebenfalls nicht dargestellten Schieber der Kontaktanordnung 3 eingreift.
Mit dem Bezugszeichen 7 ist ein Prüfstromkreis des Fehlerstrom-Schutzschalters bezeichnet. Dieser Prüfstromkreis enthält einen mit dem beweglichen Kontaktstück 32 verbindbaren und mit dem Steckkontakt 21 verbundenen ohmschen Prüfwiderstand 71. Der Prüfwiderstand 71 ist mit seinem einen Stromanschluss über einen Leiterabschnitt 72 mit dem Steckkontakt 21 lösbar verbunden. Sein anderer Stromanschluss ist als feststehender Kontakt 73 ausgebildet. Dieser Kontakt 73 ist über einen beweglichen Kontakt 74 einer Prüftastenanordnung 75 mit einem Leiterabschnitt 76 verbindbar. Der Leiterabschnitt 76 weist einen mit dem Kontaktstück 32 kontaktierten Endabschnitt 761 auf.
Bei geschlossener Kontaktanordnung 3 vergleicht der Summenstromwandler 4 einen im Leiterabschnitt 121 des Phasenleiters L₃ fliessenden Strom I+I_F mit einem im Leiterabschnitt 42 des Neutralleiters PEN entgegengesetzt fliessenden Strom I. Ein durch einen schadhaften Verbraucher V im Leiterabschnitt 121 erzeugter Differenzstrom wird als Fehlerstrom I_F im Schutzleiter weggeführt. Der Magnetfluss des Differenzstroms erzeugt in der Sekundärwicklung 42 des Summenstromwandlers 4 eine in der Beschaltung 42 aufbereitete Spannung, welche oberhalb eines Schwellwertes der Spannung bzw. des Fehlerstromes I_F den Magnetauslöser 5 aktiviert, welcher nun das Schaltschloss 6 und damit auch die Kontaktanordnung 3 öffnet.
Mit dem Prüfstromkreis 7 wird die Funktionsfähigkeit des Fehlerstrom-Schutzschalters bei geschlossener Kontaktanordnung 3 überprüft. Hierbei wird durch Betätigen der Prüftastenanordnung 75 im Leiterabschnitt 121 des Phasenleiters L₃ ein durch die Grösse des Prüfwiderstandes 71 geeignet bemessener Fehlerstrom simuliert, der bei intaktem Fehlerstrom-Schutzschalter ein Öffnen der Kontaktanordnung 3 bewirkt.
Wie aus den Figuren 2 bis 5 ersichtlich ist, enthält die fehlerstromgeschützte Steckdose nach der Erfindung ein Gehäuse mit einem dosenförmigen Gehäuseteil 8, in das der Fehlerstrom-Schutzschalter und das die Steckkontakte 21, 22, 23 für den Stromverbraucher V und die Anschlussklemmen 11, 12, 12 für das Stromversorgungsnetz enthaltende Dosenteil eingesetzt sind. Das Gehäuseteil 8 ist mit einer eine Prüftaste 751 der Prüftastenanordnung 75 tragenden Abdeckung 9 verschlossen. Falls erwünscht, kann zwischen dem Gehäuseteil 8 und der Abdeckung 9 ein der Befestigung der Steckdose in einer Wand dienender Montagerahmen 90 eingesetzt werden (Figuren 4 und 5).
Das dosenförmig ausgebildete Gehäuseteil 8 ist mit Vorteil aus Kunststoff, etwa einem Thermoplast, geformt und weist einen überwiegend flachen Gehäuseboden 81 sowie eine am Rand des Gehäusebodens ansetzende und zur Frontseite der Steckdose überwiegend senkrecht erstreckte Gehäusewand 82 auf. In den Gehäuseboden 81 und die Gehäusewand 82 sind parallel zueinander und senkrecht zur Gehäusewand 82 ausgerichtete Nuten 811, 812 und 813 eingeformt (beispielsweise Fig.3). Die Nuten 811, 812 und 813 dienen der Reihe nach der Aufnahme des aus dem Niederspannungsnetz zugeführten Phasenleiters L₃, des Neutralleiters PEN und des Schutzleiters. Öffnungen 814 (beispielsweise Fig.3) verbinden die Nuten mit dem Inneren des Gehäuses. Durch diese Öffnungen 814 werden bei der Montage der Steckdose die Stromleiter, beispielsweise der Phasenleiter L₃, ins Gehäuseinnere geführt und dort mit den aus den Figuren 2 bis 5 nicht ersichtlichen Anschlussklemmen 11, 12 und 13 elektrisch leitend verbunden. In den Gehäuseboden 81 ist im Bereich jeder Anschlussklemme eine federnde Zunge 815 eingeformt. Diese Zunge trägt auf ihrer ins Innere des Gehäuses gerichteten Fläche eine im wesentlichen senkrecht zur Fläche ausgerichtete Nase 816, welche mit der zugeordneten Anschlussklemme beim Lösen des von dieser Anschlussklemme gehaltenen Stromleiters zusammenwirkt. Am von Gehäuseboden 81 abgewandten Ende des Gehäuseteils 8 sind in der Gehäusewand 82 Öffnungen 821 sowie rechteckige Gehäusevorsprünge 822 vorgesehen, welche der Befestigung der Abdeckung 9 dienen.
In die Abdeckung 9 sind randseitig federnde Häkchen 91 sowie Nuten 92 eingeformt. Durch Einfügen der Gehäusevorsprünge 822 in die Nuten 92 und nachfolgendes Einrasten der Häkchen 91 in die Öffnungen 821 ist die Abdeckung 9 in lösbarer Weise fest mit dem Gehäuseteil 8 verbunden. In der die Frontseite der Steckdose bildenden Abdeckung sind eine rechteckige Öffnung 93 für ein verschiebbar ausgebildetes, manuelles Betätigungsorgan 61 des Schaltschlosses 6, eine nicht ersichtliche Öffnung für die Prüftaste 751, Öffnungen 94 für die Steckkontakte 21, 22 und 23 sowie nicht bezeichnete Öffnungen zum Einführen von Sicherungsschrauben vorgesehen. Die Abdeckung 9 trägt zudem einen ins Innere des Gehäuses gerichteten und der Führung der Prüftaste 751 dienenden Gehäuseansatz 95, an dem die Prüftaste 751 und eine an der Prüftaste gehaltene zweiarmige Prüfkontaktfeder 752 aus elektrisch leitendem Material seitlich abgestützt sind. Bei der Ausführungsform gemäss den Figuren 4 und 5 weist die Abdeckung 9 lediglich zwei Öffnungen 94 für die Steckkontakte 21 und 22. Der dritte Steckkontakt ist als Bügel 231 ausbildet und ist dementsprechend durch eine Öffnung 96 und eine Ausnehmung 97 in der Abdeckung 9 mit seinen beiden Enden aus dem Inneren des Gehäuses nach aussen geführt.
Fehlerstromschalter und Dosenteil weisen einen gemeinsamen, im wesentlichen eine Platte enthaltenden Tragkörper 10 aus isolierendem Material, wie etwa Thermoplast, auf. Durch Aufstecken modularer Einheiten auf den Tragkörper 10 und zusätzliche Halterung dieser Einheiten im Gehäuseteil 8 und in der Abdeckung 9 können Fehlerstrom-Schutzschalter und Dosenteil ohne zusätzliche Verbindungselemente, wie Schraub- oder Nietverbindungen, lediglich durch Stecken zusammengebaut werden. Solche modularen Einheiten sind insbesondere der Tragkörper 10, das die Steckkontakte 21, 22 und 23 (Figuren 2 und 3) oder die Steckkontakte 21, 22 und den Bügel 231 (Figuren 4 und 5) mit einem Steckkontaktträger 24 aus Isoliermaterial haltende Steckkontaktteil 2, die Kontaktanordnung 3, der Summenstromwandler 4, der Magnetauslöser 5 und das Schaltschloss 6. Der Prüfkreis 7 besteht aus einzelnen Elementen, wie etwa dem Prüfwiderstand 71, der Prüftaste 751 und den Leiterabschnitten 72 und 76, welche jeweils auf einer der modularen Einheiten angebracht sind. Beim Zusammenstecken der modularen Einheiten wird der Prüfstromkreis 7 ohne Schweiss- oder Lötarbeiten gebildet. Hierdurch ist es in einfacher Weise möglich, durch Austausch zweier modularer Einheiten, nämlich durch Austausch des Steckkontaktteils 2 und der Abdeckung 9, unter Beibehalt aller übrigen modularen Einheiten fehlerstromgeschützte Steckdosen unterschiedlicher Konfiguration herzustellen (Steckdose nach den Figuren 2 und 3 sowie Steckdose nach den Figuren 4 und 5).
Aus den Figuren 6 bis 9 sind der Aufbau und die Anordnung der einzelnen modularen Einheiten der fehlerstromgeschützten Steckdose nach den Figuren 4 und 5 ersichtlich. Aus einer auf die Rückseite des Tragkörpers 10 geführten perspektivischen Ansicht (Fig.6) ist ersichtlich, dass der Tragkörper 10 auf seiner in der fertigmontierten Steckdose auf dem Gehäuseboden 81 aufsitzenden Rückseite Materialausnehmungen und Anformungen aufweist, in denen die Anschlussklemmen 11, 12 und 13 nahezu ortsfest und die beweglichen Kontaktstücke 31 und 32, Kontaktfedern 33 und 34, eine Druckfeder 35 sowie ein Schieber 36 mit einer Nase 37 der Kontaktanordnung 3 parallel zum Gehäuseboden 81 verschieblich gelagert sind. Die beweglichen Kontaktstücke 31 und 32 sind jeweils als doppelt gewinkelter Flachstab ausgebildet und sind mit ihren oberen Enden jeweils in einem von zwei Vorsprüngen 101, 102 des Tragkörpers 10 drehbar gelagert sind. Im Bereich der oberen Enden sind auch Enden der flexibel ausgebildeten Leiterabschnitte 121, 122 angeschweisst oder angelötet. Unweit des oberen Endes des Kontaktstückes 32 ist der Endabschnitt 761 des durch den Tragkörper 1 geführten Leiterabschnittes 76 des Prüfstromkreises 7 angeordnet. Die unteren Enden der beweglichen Kontaktstücke 31 und 32 sind in nicht bezeichneten Nuten des Schiebers 36 verschiebbar geführt. Die in den Nuten des Schiebers gehaltenen Kontaktfedern 33 und 34 pressen hierbei die unteren Enden der Kontaktstücke 31 und 32 gegen nockenartige Vorsprünge des Schiebers 36. Die Nase 37 weist eine nicht ersichtliche Nocke auf, welche in eine Vertiefung des zuvor beschriebenen Mitnehmers des aus Fig.6 nicht ersichtlichen Schaltschlosses 6 eingesteckt ist.
Durch Verschieben des auf die Frontseite der fehlerstromgeschützten Steckdose geführten manuellen Betätigungsorgans 61 des Schaltschlosses 6 (Fig.4) kann der Schieber 36 gegen die Kraft der Druckfeder 35 nach rechts (Blickrichtung gemäss Fig.6) verschoben werden. Die schwimmend gelagerten, beweglichen Kontaktstücke 31 und 32 werden dann im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt (Fig.6) und gegen feststehende Kontaktstücke 38 und 39 der Kontaktanordnung 3 gepresst, welche vorzugsweise durch Schweissen oder Löten an den Seitenwänden der Anschlussklemmen 11 und 12 angebracht sind. Alternativ ist es möglich, dass die Anschlussklemmen 11, 12 selber als feststehender Kontakt ausgebildet sind. Die Kontaktfedern 33, 34 drücken während der Betätigung der Kontaktanordnung 3 die beweglichen Kontaktstücke 31 und 32 gegen die nockenartigen Vorsprünge des Schiebers 36 und sorgen so nicht nur für eine ausreichende Kontaktkraft bei eingeschaltetem Fehlerstrom-Schutzschalter sondern zugleich auch für eine stabile Führung der Kontaktstücke 31 und 32 beim Öffnen und Schliessen der von den Kontaktstücken 31 und 38 sowie 32 und 39 gebildeten Schaltstellen.
Auf der Vorderseite des Tragkörpers 10 ist der Steckkontaktträger 24 aufgesteckt. Dieser Träger ist so ausgebildet, dass er neben den Steckkontakten 21 und 22 sowie dem Bügel 231 auch eine Führung 241 zum Einstecken der Leiterplatte der Beschaltung 42 und nicht ersichtliche Tragelemente zum Befestigen der Anschlüsse des Prüfwiderstandes 71 aufweist. Darüber hinaus weist der Steckkontaktträger 24 auch einen ebenfalls nicht ersichtlichen Schlitz auf. In diesem Schlitz wird der Leiterabschnitt 72 des Prüfstromkreises 7 gehalten. Der Leiterabschnitt 72 ist als Blattfeder ausgebildet. Die Blattfeder ist mit ihrem einen Ende in elektrisch leitender Weise mit einem Anschluss des Prüfwiderstandes verbunden. Mit ihrem anderen Ende ist sie unter Bildung von Kontaktdruck auf dem Steckkontakt 21 abgestützt. Der Steckkontaktträger 24 weist auf seiner Unterseite zwei aus den Figuren ebenfalls nicht ersichtliche Führungsnocken auf, mit denen er in buchsenartigen Vertiefungen 108 des Tragkörpers 1 eingesteckt ist.
Aus Fig.7 ist die Oberseite des Tragkörpers 10 bei aufgestecktem Steckkontaktteil 2 sichtbar. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden in dieser Zeichnung jedoch der aus Isolierstoff bestehende Steckkontaktträger 24 sowie der Bügel 231 weggelassen. Es ist zu erkennen, dass der Tragkörper 10 zwei wandartige Anformungen 103 und 104 aufweist, welche der seitlichen Führung des Schaltschlosses 6 beim Einbau dienen. An der Anformung 104 ist zugleich auch der Magnetauslöser 5 abgestützt (Fig.4). Der nicht dargestellte mechanische Auslöser des Magnetauslösers 5 wirkt dann auf die ebenfalls nicht ersichtliche Klinke des Schaltschlosses 6. Der wandartigen Anformung 104 vorgelagert ist eine weitere wandartige Anformung 105 (Figuren 2, 4), welche mit der Anformung 104 einen Spalt 106 bildet, in dem ein nicht dargestellter, bei Betätigung der Prüftaste 751 verdrehbarer Arm der Prüfkontaktfeder 752 geführt ist. Auf der Oberseite des Tragkörpers 1 ist auch der Leiterabschnitt 76 des Prüfstromkreises 7 geführt (Fig.7). Dieser Leiterabschnitt ist als Bügel aus Flachmaterial ausgebildet. Das eine Ende dieses Bügels ist durch eine Öffnung des Tragkörpers 10 auf dessen Rückseite geführt und kontaktiert als Endabschnitt 761 das bewegliche Kontaktstück 32 (Fig.6). Das andere Ende dieses Bügels ist auf ein Teil 107 der Anformung 105 geführt (Fig.2), in das ein nockenartiger Ansatz des Steckkontaktträgers 24 eingesteckt ist, und weist einen von der Prüfkontaktfeder 752 kontaktierten Endabschnitt 762 auf. Der Tragkörper 1 weist zudem auf seinen Rand geführte Materialdurchbrüche auf, in denen die flexibel ausgebildeten Leiterabschnitte 121, 122 und 123 von der Rückseite des Tragkörpers 10 auf dessen Oberseite geführt sind.
Der vom Steckkontaktteil 2, der Beschaltung 42, dem Magnetauslöser 5, dem Schaltschloss 6 und dem Prüfkreis 7 nicht beanspruchte Raum auf der Oberseite des Tragkörpers 1 wird vom Summenstromwandler 4, den Leiterabschnitten 121, 122, 123 sowie der zwischen der Sekundärspule 41, der Beschaltung 42 und dem Magnetauslöser 5 erforderlichen Verdrahtung eingenommen. Bei der Montage können Verdrahtungsarbeiten entfallen, wenn bereits vor dem Einbau der modularen Einheiten, die Enden der flexiblen Leiterabschnitte 121 bzw. 122 bzw. 123 etwa durch Schweissen oder Löten einerseits mit den Kontaktstücken 31 bzw. 32 bzw. mit der Anschlussklemme 13 und andererseits mit den Steckkontakten 21 bzw. 22 bzw. 23 elektrisch leitend verbunden sind. Zugleich empfiehlt es sich, die Sekundärwicklung 42 des Summenstromwandlers 4 mit der Beschaltung 42 und dem Magnetauslöser 5 zu verdrahten. Bei der Montage der Steckdose können dann die Leiterabschnitte 121, 122 und 123 in den auf den Rand des Tragkörpers 10 geführten Materialdurchbrüchen von der Rückseite des Tragkörpers auf dessen Oberseite geführt werden. Durch die geeignete Anordnung von Summenstromwandler 4, Beschaltung 42 und Magnetauslöser 5 auf der Oberseite des Tragkörpers 10 entfällt ein Durchführen der zugehörigen Verdrahtung dieser Teile durch den Tragkörper 10.
Aus der auf die Frontseite der fehlerstromgeschützten Steckdose nach Entfernen der Abdeckung 9, des Steckkontaktträgers 24, des Tragkörpers 10 und des Schaltschlosses 6 geführten perspektivischen Ansicht gemäss Fig.8 ist zu ersehen, dass der am Steckkontaktträger 24 gehaltene Prüfwiderstand 71 zwei Anschlüsse aufweist, von denen der eine als feststehender Kontakt 73 des Prüfstromkreises 7 ausgebildet ist und der andere in einem Schlitz 721 des als Blattfeder ausgebildeten Leiterabschnitts 72 in stromleitender Weise verklemmt ist. Die Prüfkontaktfeder 752 weist ein gewendeltes Mittelteil 754 auf, welches auf eine Nocke des aus Fig.8 nicht ersichtlichen Gehäuseansatzes 95 der Abdeckung 9 aufgeschoben ist. An das Mittelteil 754 schliesst sich einerseits der Federarm 753 und andererseits ein um fast 180° gebogen ausgeführter zweiter Federarm an. Ein an das Mittelteil 754 anschliessender (nicht ersichtlicher) Abschnitt des zweiten Federarms stützt sich an der Prüftaste ab. Ein praktisch gegenläufig erstreckter und sich an den vorgenannten Abschnitt anschliessender Abschnitt des zweiten Federarms bildet den beweglichen Kontakt 74 des Prüfstromkreises 7. Ersichtlich ist auch der mit dem Bezugszeichen 51 versehene, auf das Schaltschloss 6 wirkende mechanische Auslöser des Magnetauslösers 5.
Aus der auf die Rückseite der fehlerstromgeschützten Steckdose nach Entfernen des Gehäuseteils 8, des Tragkörpers 10, des Steckkontaktträgers 24, des Schaltschlosses 6, des Schiebers 36 und der Anschlussklemme 13 mit dem Bügel 231 geführten perspektivischen Ansicht gemäss Fig.9 sind Anordnung und Ausbildung des als Bügel ausgeführten Leiterabschnitts 76 und der Prüftastenanordnung 75 zu ersehen. Insbesondere ist das gewendelte Mittelteil 754 der Prüfkontaktfeder 752 zu erkennen, welches den gebogen ausgebildeten Federarm gegen eine Schulter der Prüftaste 751 drückt. Hierdurch wird erreicht, dass die Prüftaste 751 beim Eindrücken in die Steckdose den gebogen ausgebildeten Federarm im Bereich des Biegung unter Aufladung des Mittelteils 754 der Prüfkontaktfeder 752 von der Frontseite wegführt und dadurch den freien, als beweglicher Kontakt 74 wirkenden Abschnitt des gebogen ausgebildeten Federarms nach vorne gegen den aus Fig. 8 ersichtlichen Kontakt 73 presst. Beim Eindrücken der Prüftaste 751 wird zugleich der Federarm 753 fest gegen den Endabschnitt 761 des als Bügel ausgebildeten Leiterabschnittes 76 gepresst. Beim Loslassen der Prüftaste 751 führt der unter der Wirkung des aufgeladenen Mittelteils 754 stehende gebogen ausgebildete Federarm die Prüftaste wieder nach vorne und wird der beweglichen Kontakt 74 zugleich vom feststehenden Kontakt 73 wegbewegt.
Jede der Anschlussklemmen 11, 12 - und obwohl nicht dargestellt - auch 13 weist eine Klemmenfeder 14 auf, welche in ein elektrisch leitendes Klemmengehäuse 15 eingeschoben ist. Diese Klemmenfeder 14 presst beim Anschliessen der Steckdose den in die Klemme geführten Phasenleiter L₃ bzw. den Neutralleiter PEN oder aber auch den Schutzleiter gegen das Klemmengehäuse 15. Der Aufbau der Anschlussklemme 11 wird nachfolgend anhand der Figuren 10 und 11 beschrieben.
Das Klemmengehäuse 15 ist im wesentlichen quaderförmig gestaltet und besteht aus einem zum Quader gebogenen Blech. Das Blech bildet zwei einander gegenüberstehende Seitenwände, eine von einem Blechlappen 16 gebildete Rückwand sowie eine Deck- und eine Bodenfläche. An einer der beiden Seitenflächen des Klemmengehäuses 15 ist das feststehende Kontaktstück 38, etwa durch Schweissen oder Löten, in elektrisch leitender Weise befestigt. Die Bodenfläche liegt auf der Rückseite des Tragkörpers 10 auf. Die auf dem Gehäuseboden 81 aufliegende Deckfläche ist mit einer Öffnung 17 zum Einführen eines Drahtauslösers versehen. Der Drahtauslöser enthält eine an die Zunge 815 angeformte Nase 816, welche durch die Öffnung 17 ins Innere des Klemmengehäuses 15 geführt ist. Die Klemmenfeder 14 ist als um ca. 180° gebogene Blattfeder ausgeführt. Der gebogene Abschnitt der Blattfeder ist in zwei zueinander parallel liegende, gleichartige Teile 141 und 142 aufgeteilt. Der in die Anschlussklemme 11 geführte Leiter L₃ weist zwei starre, stabförmige Enden auf, welche durch die Öffnungen 814 des Gehäuseteils 8 und die offene Frontseite des Klemmengehäuses 15 in die Anschlussklemme 11 eingeschoben, am Blechlappen 16 abgestützt und zwischen den Teilen 141 und 142 der Klemmenfeder 14 und dem Klemmengehäuse 15 unter Bildung einer guten galvanischen Verbindung vom Leiter zum feststehenden Kontaktstück 38 verklemmt sind.
Zum Lösen der Klemmverbindung wird die Zunge 815 ins Innere des Steckdosengehäuses gedrückt. Dies kann von Hand, gegebenenfalls auch mit einem Werkzeug, welches in einer Vertiefung 817 der Zunge 815 angesetzt wird, ausgeführt werden. Durch die Bewegung der Zunge setzt die Nase 816 mit zwei Schultern auf den beiden Teilen 141 und 142 der Klemmenfeder 14 auf, drückt diese nach unten und löst so die beiden Enden des Leiters.
Beim Zusammenbau der fehlerstromgeschützten Steckdose werden zunächst die Anschlussklemmen 11, 12 und 13 mit den integrierten Kontaktstücken 38 und 39, der Schieber 36, die Kontaktfedern 34 und 35, die beweglichen Kontaktstücke 31 und 32 und die Druckfeder 35 in die auf der Rückseite des Tragkörpers 10 vorgesehenen Vertiefungen und Einformungen eingesteckt. Auf dem Tragkörper 10 ist zuvor bereits der als Bügel ausgebildete Leiterabschnitt 76 eingesetzt. Das Schaltschloss 6 wird zwischen den Anformungen 103 und 104 eingeschoben und sein entklinkbarer Mitnehmer mit der an der Nase 37 des Schiebers 36 vorgesehenen Nocke verrastet. Nach Aufschieben des Gehäuse 8 sind nun die zuvor eingesteckten Teile gegen Herausfallen gesichert und ist eine galvanische Verbindung zwischen dem beweglichen Kontaktstück 32 und dem Leiterabschnitt 76 des Prüfstromkreises hergestellt. Es kann nun der Magnetauslöser 5, am Schaltschloss 6 gleitend geführt, auf den Tragkörper 10 aufgesetzt werden. Durch nachfolgendes Aufstecken des Steckkontaktteils 2 wird der über den Leiterabschnitt 72 mit dem Steckkontakt 21 galvanisch verbundene Prüfwiderstand 71 eingebaut. Nach Aufstecken der Beschaltung 42 auf den Steckkontaktträger 24 des Steckkontaktteils 2 und Einbringen des Summenstromwandlers 4 in den verbleibenden Raum oberhalb des Tragkörpers 10 werden der Montagerahmen 90 am Rand des Gehäuses 8 und der Bügel 231 auf der frontseitigen Oberfläche des Steckkontaktträgers 24 eingepasst und das Gehäuse 8 durch Aufschieben der Abdeckung 9 verschlossen. Durch Einrasten der Häkchen 91 in die Öffnungen 821 wird die ganze Anordnung fixiert. Beim Aufschieben der Abdeckung 9 kontaktiert der Federarm 753 der Prüfkontaktfeder 752 den Endabschnitt 762 des als Bügel ausgebildeten Leiterabschnitts 76 des Prüfstromkreises 7.
Der lediglich durch Zusammenstecken gebildete Prüfstromkreis 7 hat dann folgende Bestandteile:
die mit dem Leiter L₃ verbundene und den feststehenden Kontakt 38 tragende Anschlussklemme 11, das bewegliche Kontaktstück 31, den Leiterabschnitt 121, den Steckkontakt 21, den als Blattfeder ausgebildeten und an den Steckkontakt 21 geklemmten Leiterabschnitt 72, den Prüfwiderstand 71, die Prüftastenanordnung 75 mit dem feststehenden Kontakt 73 und dem beweglichen Kontakt 74, den Leiterabschnitt 76, das bewegliche Kontaktstück 32 und die an den Neutralleiter PEN angeschlossene Anschlussklemme 12 mit dem feststehenden Kontaktstück 39.
Zum Prüfen des Fehlerstrom-Schutzschalters der fehlerstromgeschützten Steckdose wird die Kontaktanordnung 3 durch manuelle Verschiebung des Betätigungsorgans 61 des Schaltschlosses 6 geschlossen. Im Einschaltzustand sind die beweglichen Kontaktstücke 31 und 32 von den nockenartigen Vorsprüngen des Schiebers 36 abgesetzt. Die aufgeladenen Kontaktfedern 33 und 34 pressen die beweglichen Kontaktstücke 31 und 32 unter Bildung einer für den Betrieb der Steckdose ausreichenden Kontaktkraft gegen die feststehenden Kontaktstücke 38 und 39. Der mit dem verklinkten Schaltschloss 6 verrastete Schieber 36 steht unter der Wirkung der aufgeladenen Druckfeder 35.
Durch Drücken der Prüftaste 751 wird nun die Prüftastenanordnung 75 geschlossen. Der vom Netz eingespeiste und über die Anschlussklemme 11, die Kontaktstücke 38 und 31, den Leiterabschnitt 121, den Steckkontakt 21, den Leiterabschnitt 72, Prüfwiderstand 71, die Prüftastenanordnung 75, den Leiterabschnitt 76, den Klemmkontakt zwischen dem Endabschnitt 761 des Leiterabschnitts 76 und dem Kontaktstück 32 sowie das Kontaktstück 39 der Anschlussklemme 12 fliessende geringe Prüfstrom wirkt über den Summenstromwandler 4 und die Beschaltung 42 auf den Magnetauslöser 5. Der mechanische Auslöser 51 des Magnetauslösers 5 wird betätigt und entklinkt das Schaltschloss 6. Unter der Wirkung der aufgeladenen Druckfeder 35 wird der Schieber 36 (in der Blickrichtung gemäss Fig.6) nach links geführt. Die Kontaktanordnung 3 wird geöffnet und damit werden sowohl der Prüfstromkreis 7 als auch die Stromzufuhr zum möglicherweise angeschlossenen Verbraucher V unterbrochen. Durch Loslassen der Prüftaste 751 wird der Prüfstromkreis an einer weiteren Unterbrechungsstelle geöffnet. Nach Schliessen der Kontaktanordnung 3 kann dem Verbraucher dann bei geöffnetem Prüfstromkreis 7 wieder Strom zugeführt werden.
Möglicherweise defekte Teile des Prüfstromkreises 7 als auch andere defekte Bestandteile der fehlerstromgeschützten Steckdose können nach Öffnen der Steckdose lediglich durch Auseinanderstecken entfernt werden. Durch Einstecken von Ersatzteilen kann dann die Steckdose problemlos wieder zusammengebaut werden. Von besonderem Vorteil ist es hierbei, dass durch den steckbaren und modularen Aufbau der Steckdose Fehlerstrom-Schutzschalter und Dosenteil unabhängig voneinander sind. So ist es - wie anhand der Ausführungsbeispiele gemäss den Figuren 2 und 3 sowie 4 und 5 dargestellt ist - möglich, an unterschiedliche - z.B. schweizerische und deutsche - Sicherheitsvorschriften angepasste Steckdosen herzustellen, welche sich lediglich durch unterschiedliche Ausbildung des Steckkontaktteils 2 und der Abdeckung 9 voneinander unterscheiden, im übrigen aber aus gleichartigen Teilen zusammengesteckt sind.

BEZUGSZEICHENLISTE

1: Anschlussklemmenteil
2: Steckkontaktteil
3: Kontaktanordnung
4: Summenstromwandler
5: Magnetauslöser
6: Schaltschloss
7: Prüfstromkreis
8: Gehäuseteil
9: Abdeckung
10: Tragkörper
11, 12, 13: Anschlussklemmen
14: Klemmenfedern
15: Klemmengehäuse
16: Blechlappen
17: Öffnung
21, 22, 23: Steckkontakte
24: Steckkontaktträger
31, 32: bewegliche Kontaktstücke
33, 34: Kontaktfedern
35: Druckfeder
36: Schieber
37: Nase
38, 39: feststehende Kontaktstücke
41: Sekundärwicklung
42: Beschaltung
51: mechanisches Auslöseorgan
61: Betätigungsorgan
71: Prüfwiderstand
72: Leiterabschnitt
73: feststehender Kontakt
74: beweglicher Kontakt
75: Prüftastenanordnung
76: Leiterabschnitt
81: Gehäuseboden
82: Gehäusewand
90: Montagerahmen
91: Häkchen
92: Nuten
93, 94: Öffnungen
95: Gehäuseansatz
96: Öffnung
97: Ausnehmung
101, 102: Vorsprünge
103, 104, 105: Anformungen
106: Spalt
107: Teil
108: Vertiefungen
121, 122, 123: Leiterabschnitte
141, 142: Teile
231: Bügel
241: Führung
242: nockenartiger Ansatz
721: Schlitz
751: Prüftaste
752: Prüfkontaktfeder
753: Federarm
754: Mittelteil
761, 762: Endabschnitte
811, 812, 813: Nuten
814: Öffnungen
815: Zunge
816: Nase
817: Vertiefung
821: Öffnungen
822: Gehäusevorsprünge
I: Leiterstrom
I_F: Fehlerstrom
L₃: Phasenleiter
PEN: Neutralleiter
V: Verbraucher

Claims

Fehlerstromgeschützte Steckdose mit einem Gehäuse zur Aufnahme eines eine Kontaktanordnung (3), einen Summenstromwandler (4), eine Beschaltung (42), einen Magnetauslöser (5), ein Schaltschloss (6) und einen Prüfstromkreis (7) enthaltenden Fehlerstrom-Schutzschalters sowie eines Steckkontakte (21, 22, 23) für einen Stromverbraucher (V) und Anschlussklemmen für ein Stromversorgungsnetz enthaltenden Dosenteils, dadurch gekennzeichnet, dass der Fehlerstrom-Schutzschalter und das Dosenteil aus modularen Einheiten zusammengesteckt sind, und dass das Gehäuse die zum Fehlerstrom-Schutzschalter und zum Dosenteil zusammengesteckten modularen Einheiten zusammenhält.
Steckdose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der modularen Einheiten ein Steckkontaktteil (2) ist mit einem Steckkontaktträger (24) zum Tragen der an unterschiedliche Stromverbraucher (V) angepassten Steckkontakte (21, 22, 23; 21, 22, Bügel 231), und dass das Gehäuse ein mit einem Gehäuseboden (81) die Rückseite der Steckdose bildendes dosenförmiges Gehäuseteil (8) und eine die Frontseite der Steckdose bildende Abdeckung (9) aufweist mit Öffnungen (94, 97) für die Steckkontakte (21, 22, 23; 21, 22, Bügel 231) sowie Öffnungen (93) für Betätigungsorgane (61) und Prüftaste (751) der Steckdose.
Steckdose nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Gehäuseboden (81) als weitere modulare Einheit ein überwiegend plattenförmig ausgebildeter Tragkörper (10) aufgesetzt ist mit Ausnehmungen und Anformungen, welche dem Einstecken und der Lagerung der überwiegenden Anzahl der modularen Einheiten dient.
Steckdose nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der auf dem Gehäuseboden (81) aufsitzenden Fläche des Tragkörpers (10) die Anschlussklemmen (11, 12, 13) sowie bewegliche Kontaktstücke (31, 32), Kontaktfedern (33, 34), eine Druckfeder (35) und ein mit dem Schaltschloss (6) verrasteter Schieber (36) der Kontaktanordnung (3) und auf der der Abdeckung (9) zugewandten Fläche des Tragkörpers (10) das Steckkontaktteil (2), der Summenstromwandler (4), der Magnetauslöser (5) und des Schaltschlosses (6) eingesteckt sind.
Steckdose nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Steckkontaktträger (24) die Beschaltung (42) eingesteckt ist.
Steckdose nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfstromkreis (7) aus Abschnitten aufgebaut ist, die beim Zusammenstecken der modularen Einheiten und Einsetzen der zusammengesteckten Einheiten in das Gehäuse elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
Steckdose nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Blattfeder ausgebildeter Leiterabschnitt (72) des Prüfstromkreises (7) unter Bildung einer elektrisch leitenden Verbindung mit einem der Steckkontakte (21) in den Steckkontaktträger (24) eingeklemmt ist, dass ein mit einem Ende des als Blattfeder ausgebildeten Leiterabschnitts (72) elektrisch leitend verbundener und als Prüfwiderstand (71) ausgebildeter Abschnitt des Prüfstromkreises (7) auf dem Steckkontaktträger (24) befestigt ist, dass eine Prüftaste (751) mit einem als Prüfkontaktfeder (752) ausgebildeten Abschnitt des Prüfstromkreises (7) an der Abdeckung (9) gehalten ist, und dass ein als Bügel ausgebildeter Leiterabschnitt (76) des Prüfstromkreises (7) auf den Tragkörper (10) aufgesteckt ist.
Steckdose nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der als Bügel ausgebildete Leiterabschnitt (76) zwei Endabschnitte (761, 762) aufweist, von denen nach dem Zusammenstecken der modularen Einheiten der eine Endabschnitt (761) mit einem (32) der beweglichen Kontaktstücke (31, 32) der Kontaktanordnung (3) und der andere Endabschnitt (762) mit einem als Federarm (753) ausgebildeten Teil der Prüfkontaktfeder (752) elektrisch leitend verbunden ist.
Steckdose nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfkontaktfeder (752) einen gebogen ausgebildeten Federarm aufweist mit einem als beweglicher Kontakt (74) wirkenden freien Ende, welches mit einem als feststehender Kontakt (73) ausgebildeten Anschluss des Prüfwiderstand (71) eine von der Prüftaste (751) betätigbare Unterbrechungsstelle des Prüfstromkreises (7) bildet.
Steckdose nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an die Abdeckung (9) und/oder an das Gehäuseteil (8) flexibel ausgebildete Befestigungselemente (91,821) angeformt sind.
Steckdose nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (9) flexible Häkchen (91) aufweist, die nach dem Einstecken des Fehlerstrom-Schutzschalters und des Dosenteils in das Gehäuseteil (8) in Öffnungen (821) einer Gehäusewand (82) des Gehäuseteils (8) eingeschnappt sind.
Steckdose nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass in den Gehäuseboden (81) im Bereich jeder der Anschlussklemmen (11, 12, 13) eine flexible Zunge (815) eingeformt ist, welche eine ins Innere der zugeordnete Anschlussklemme (11, 12, 12) geführte Nase (817) zum Öffnen und/oder Schliessen der Anschlussklemme beim Anschliessen oder Trennen eines in die Anschlussklemme geführten Leiters (L₃, PEN) des Stromversorgungsnetzes aufweist.
Steckdose nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunge (815) eine ausserhalb des Gehäuses angeordnete Vertiefung (817) aufweist zur Aufnahme eines das Öffnen und/oder das Schliessen der Anschlussklemme erleichternden Werkzeugs.