EP2070100A1 - Schaltmechanik einer fehlerstromschutzeinrichtung, fehlerstromschutzeinrichtung sowie system mit einer fehlerstromschutzeinrichtung und einem leitungsschutzschalter - Google Patents

Schaltmechanik einer fehlerstromschutzeinrichtung, fehlerstromschutzeinrichtung sowie system mit einer fehlerstromschutzeinrichtung und einem leitungsschutzschalter

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EP2070100A1
EP2070100A1 EP08803357A EP08803357A EP2070100A1 EP 2070100 A1 EP2070100 A1 EP 2070100A1 EP 08803357 A EP08803357 A EP 08803357A EP 08803357 A EP08803357 A EP 08803357A EP 2070100 A1 EP2070100 A1 EP 2070100A1
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EP
European Patent Office
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switching mechanism
residual current
current device
circuit breaker
switching
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EP08803357A
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English (en)
French (fr)
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EP2070100B1 (de
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Andreas Mundt
Johann Herrmann
Gerald NÖRL
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/50—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release
    • H01H71/52—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release actuated by lever
    • H01H71/526—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release actuated by lever the lever forming a toggle linkage with a second lever, the free end of which is directly and releasably engageable with a contact structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/128—Manual release or trip mechanisms, e.g. for test purposes

Definitions

  • the present invention relates to a switching mechanism of a residual current device for switching a circuit breaker. Furthermore, the invention relates to a residual current device and a system comprising a residual current device and arranged next to the residual current device circuit breaker.
  • Residual current devices are switching devices that switch off within less than 200ms in the event of a fault, in particular an insulation fault, in electrical equipment and systems. That is, a residual current device is a protection device in power grids. This disconnects the connected monitored circuit from the rest of the power grid when power is flowing the wrong way, such as through a person's body. For this purpose, the residual current device compares the current strength of the outgoing current with the strength of the backflowing current.
  • a residual current device connected between an electrical network and an electrical device causes the currents to flow through a transducer, ie, both from the feeding network to the electrical device and vice versa. As long as the insulation in the electrical appliance is intact, the flow back and forth are equal. However, if the insulation is faulty, a part of the current flowing into the electrical appliance may flow via the fault, ie the insulation fault, and the housing also via a person who operates, for example, the electrical appliance.
  • a fault current protection device can detect a magnetic imbalance via its converter already from a difference of 10mA and trigger the switching off of the current.
  • Residual current circuit breakers are prescribed for certain electrical installations, such as electrical installations on construction sites, in residential buildings, in functional buildings such as office buildings or department stores, and in industry.
  • Residual current devices protect persons in the event of a fault from dangerous body currents, both indirect and direct contact, by immediate switch-off. At the same time, they provide the only comprehensive protection of the short-circuit and ground-fault protective devices, even with fault currents that occur in so-called imperfect short circuits and earth faults, where fuses and MCBs do not switch off, as these fault currents are sometimes far below the rated currents these protective devices are located.
  • RCCBs residual current and circuit breakers
  • DI block residual current device
  • Mains-voltage-independent FI blocks and mains-voltage-dependent DI blocks are residual current protective devices that do not have their own switch contacts, but are attached as an additional device to a circuit breaker (MCB) and use its contacts.
  • the switching mechanism in the residual current device ie in the FI block or in the DI block, is connected to the mechanism of the circuit breaker via a coupling.
  • An occurring fault current generated in the residual current device an electrical pulse.
  • a magnetic relay uses the pulse to trigger the switching mechanism in the residual current device, ie in the FI block or in the DI block.
  • An FI block or DI block is thus not a switching device, but a protective device.
  • a trip unit in particular an electromagnetic release, the residual current device serves to convert a voltage signal into a mechanical movement in an occurring fault current flow.
  • the mechanical movement may be, for example, the rotation of a shift lever or shift bar, or the linear movement of a plunger.
  • the object of the invention is to provide a switching mechanism of a residual current device that simply stores energy, such as spring energy, to use them to trigger a coupled via a clutch circuit breaker and thereby disconnect the downstream load circuit from the grid. Furthermore, the switching Mechanism and a residual current device with such a switching mechanism be simple and compact. Furthermore, a system is to be created, comprising a residual current device and a circuit breaker, which interrupts the circuit in a simple and fast manner in the event of a fault current.
  • a switching mechanism of a residual current device for switching a circuit breaker which is arranged on a carrier board, comprising a rotatably mounted handle, a handle coupled to the bracket, wherein a first end of the bracket outside the axis of rotation of the handle is disposed on the handle, and a pawl hinged to the second end of the strap and having a groove for guiding a peg of a rotatably mounted shift lever of the shift mechanism, comprising a rotatably mounted sheath shaft with a Verklinkungskante, the Verklinkungs- edge for gripping an end of the pawl is formed, comprising a connected to the pawl and / or the shift lever first spring element which upon movement of the Pawl and / or the shift lever is elastically tensioned, solved.
  • a residual current device also constitutes a differential current protection device.
  • Such a switching mechanism can simply save energy to use this to move a lever of a coupled via a clutch circuit breaker. Furthermore, such a switching mechanism is simple and compact.
  • the switching device can simply store by moving the handle of the switching mechanism spring energy and use this finding a fault current and related tripping by an electric or electromagnetic tripping element to activate via a fastened to the shift lever clutch the switching mechanism of a mounted circuit breaker and thereby the Circuit break.
  • the coupling is arranged in the region of the coupling point of the circuit breaker, wherein the rotation angle and the torque of the shift lever are tuned to the circuit breaker.
  • the switching mechanism itself has no contact points, which must be closed and opened with great force or with high torque. The operation of the circuit breaker via the coupling takes place with a comparably low torque.
  • the switching mechanism can be made sufficiently compact, in particular at most one division unit wide.
  • a division unit has a width of 18 mm. This also corresponds to the preferred width of a residual current device that includes the switching mechanism.
  • the switching mechanism has been specially developed for use in residual current protective devices or residual current protective devices that do not have their own contact system but trigger a circuit breaker via a coupling.
  • the switching mechanism is arranged on a carrier board.
  • the carrier board can form a part, in particular a side element, of the housing of the residual current device, in which the switching mechanism is arranged.
  • the carrier board serves as a base element for fastening the individual components of the switching mechanism.
  • the switching mechanism has a rotatably mounted handle. This can be moved manually, so that the switching mechanism can be switched on or off by pivoting the handle.
  • the handle is coupled to a bracket which serves to rotate the shift lever of the switching mechanism.
  • a first end of the bracket is located outside the axis of rotation of the handle on the handle.
  • a latch is articulated on the bracket, in particular at the second end of the bracket.
  • Guided means that the pawl is rotatably mounted on the bracket.
  • an axis of rotation can be provided which rotatably connects the bracket, in particular the second end of the bracket, to the latch. Upon movement of the handle and thus the bracket, the pawl is also moved.
  • the pawl further comprises a groove for guiding a pin of a rotatably mounted shift lever of the switching mechanism.
  • the groove is preferably provided in the upper third of the pawl.
  • the pin of the shift lever of the switching mechanism is arranged outside the axis of rotation of the shift lever on this, so that upon movement of the pawl, the shift lever is rotated due to the guidance of the pin in the groove.
  • the groove of the pawl serves as a so-called link guide for the pin.
  • the groove allows a pivoting movement of the pawl when it is pivoted by the bracket or the handle.
  • the shift lever serves as an interface to the circuit breaker.
  • a switching mechanism which can likewise be fastened to the clutch, of the circuit breaker can be switched directly.
  • the switching lever of the switching mechanism serves as a direct interface to a mounted circuit breaker.
  • the shift lever the is in operative connection with the clutch, switched, and not any switching shaft at any other position in the residual current device, which in turn controls the circuit breaker with another bracket and another lever. This principle saves parts, installation space and material costs.
  • the switching mechanism also has a rotatably mounted half-wave, which in turn has a Verklinkungskante on.
  • the Verklinkungskante is designed to grip one end of the pawl.
  • the Verklinkungskante is preferably provided at the end of the half-wave.
  • the half-wave or the Verklinkungskante the half-wave are arranged on the support plate of the switching mechanism, that the Verklinkungskante can reach the groove of the pawl facing away from the pawl, thereby causing a rotation of the pawl to the Verklinkungskante.
  • the switching mechanism preferably further comprises a connected to the pawl and / or the shift lever first spring element, which is resiliently tensioned in a movement of the pawl and / or the shift lever.
  • Movement of the handle from an off position to an on position causes the bracket and thus the latch to move.
  • the shift lever of the switching mechanism is further rotated. If the first spring element attached to the pawl or on the shift lever, this is tensioned in a movement of the pawl or the shift lever in the direction of the handle.
  • the handle If the handle is turned from one side to the other when the switching mechanism is switched on, it pulls the handle over the bracket with it. Since the latch at its lower end to the Verklinkungskante the half-wave gets stuck, it also leads in its groove at the top of the pin of the shift lever. The shift lever and thus the attachable to the shift lever coupling to the circuit breaker are rotated so that turning on the circuit breaker is no longer hindered. The handle is thereby pushed over a dead center into its on position, where it also remains, since the tensile force in the bracket after exceeding the dead point now advantageously an inverse torque exerted on the handle.
  • the switching mechanism In case of a fault current, the switching mechanism is unlatched. This means that the half-wave is rotated by an electromagnetic release about its axis of rotation, thereby releasing the Verklinkungskante the pawl, which has hooked at the Einschaltvorgang to the Verklinkungskante the half-wave again.
  • the free pawl can no longer support the torque applied to it when it is switched on and no longer prevents the shift lever from turning back into its off position with the aid of the first spring element, preferably a torsion spring.
  • the handle which is normally held in its on position by the pulling force in the bracket, can now, driven by a weak handle spring, move back to its off position.
  • a switching mechanism which has a coupling which can be fastened to the switch lever for switching the switching mechanism of the circuit breaker.
  • the clutch is attached on the one hand to the shift lever of the switching mechanism and on the other hand to a switching mechanism, in particular a shift lever, the circuit breaker.
  • a switching of the switching mechanism of the circuit breaker can be done by a movement of the shift lever of the switching mechanism described above. Only the clutch connects the two levers.
  • the coupling is matched in shape to the mounted circuit breaker. It protrudes from the residual current device in the circuit breaker and thereby contributes one of the coupling contour of the switching mechanism of
  • Circuit breaker inverse contour, so that it engages directly in the switching mechanism of the circuit breaker.
  • the handles of the switching mechanisms of the residual current device and of the circuit breaker are not directly coupled because the user must first switch on the residual current device before the circuit breaker can be switched on. If the user tried to turn on the circuit breaker before or at the same time to the fault current protection device, the clutch of the residual current circuit breaker not yet activated would trigger the circuit breaker before its contacts are even closed. The miniature circuit breaker can not be switched on practically, as long as the residual current device is not in the "on" position.
  • the independent handles offer the user another advantage.
  • the user recognizes at the position of the handles which device, whether fault current protective device or circuit breaker has caused the disconnection, and thus which fault, whether a short circuit or a ground fault exists. This makes it easier for the user to search for the source of the error. If, for example, the handle of the residual current protective device is in the "on position” and the handle of the circuit breaker is in the "off position", there is a short circuit or an overload of the consumer network.
  • the residual current device has detected a fault current, which was caused, for example, by an insulation fault or by touching a live part by a person, and via the clutch Separation of the load circuit from the network caused by the circuit breaker.
  • the carrier board at least partially forms a housing element of the residual current device, in which the switching mechanism is arranged. That is, the carrier board may for example form one or more side elements, a cover element and / or a bottom element of the residual current device. As a result, the residual current device can be made extremely compact.
  • the carrier board is used to attach the individual elements of the switching mechanism. Due to the attachment of the shift lever, the handle, the half-wave and the first spring element to the carrier board, these elements can be properly positioned to each other.
  • the first spring element may for example be fastened with one end to the carrier board and with the other end to the pawl or the shift lever. This causes the first spring element is tensioned during a movement of the pawl or the shift lever and thus exerts a force on the pawl or the shift lever.
  • the carrier board is preferably formed from plastic.
  • a switching mechanism is further characterized in that it comprises a second spring element which is connected to the rotatably mounted half-wave.
  • the second spring element exerts a force on the half-wave, so that it presses from below against the latched or hinged pawl.
  • the pawl remains hanging after the switch-on at Verklinkungskante and thus supports the force exerted on the pawl torque, which is exerted by the first spring element from.
  • the Verklinkungskante ensures that the applied spring energy initially stored.
  • the pawl is released, so that they open they can no longer wear torque applied when switching on.
  • the first spring element preferably a torsion spring
  • the half-wave In order to realize the release of the pawl from the Verklmkungskante, the half-wave must be rotated against the force applied by the second spring element force on the half-wave. This is done by an electrical or electromagnetic Ausloser.
  • This electrical or electromagnetic trigger serves to convert a voltage signal into a mechanical movement when a fault current occurs.
  • a plunger of the electric or electromagnetic Auslosers is moved so that it rotates against the half-wave hres acting on them torque and thus releases the lower end of the pawl.
  • the plunger preferably meets the end of the half-wave.
  • Preferred is a switching mechanism in which the switching mechanism has at least one electrical or electromagnetic release, comprising a movably mounted plunger for actuating the half-wave. That is, the electric or electromagnetic Ausloser is arranged on the Tragerplatme the switching mechanism. It is conceivable that a plurality of electrical or electromagnetic triggers, which can touch the half-wave in various ways, are provided.
  • a switching mechanism which has a coupling lever coupled to the half-shaft, which is mounted concentrically to the half-wave of the switching mechanism has.
  • the apply lever allows the halfwave to be rotated by various electric or electromagnetic releases against the force exerted thereon by the second spring member to release the lower end of the pawl.
  • Compatibility with various arranged release systems is achieved by making the half wave both directly through the ram of a classical electromagnetic Trigger as well as indirectly via the apply lever from the ram of a new compact electromagnetic actuator.
  • the so-called new compact electromagnetic release is preferably arranged directly below the handle or the bracket of the switching mechanism. As a result, the new compact electromagnetic release is easily accessible without the switching mechanism, ie, the handle, the bracket or the latch must be removed.
  • Concentrically mounted to the half-wave of the switching mechanism means that the axis of rotation of the half-wave and the axis of rotation of the landing lever are coaxial with each other.
  • the application lever is multifunctional. That is, on the one hand, it has the task that when the electromagnetic release is triggered below the handle, the plunger of the electromagnetic release presses down on the Anlegehebel, rotated the half-wave, the pawl released and thereby the switching mechanism is triggered.
  • the bow of the switching mechanism can be designed in various ways.
  • the bracket represents the connecting piece between the handle and the pawl of the switching mechanism. That is, over the bracket is moved with a movement of the handle, the pawl, and vice versa.
  • the bracket is preferably designed such that it takes up as little space below the handle.
  • Particularly preferred is therefore a switching mechanism in which the bracket has at least partially an L-shaped form. That is, the end of the bracket, which is mounted on the handle of the switching mechanism, preferably has an L-shaped form or an L-shaped course. This allows one leg of the L-shaped formed portion of the bracket at least partially horizontally can be arranged.
  • the bracket Due to the special design and also the corresponding length of the bracket, the shift lever, pawl and the half-shaft of the shift mechanism can be arranged next to the handle and not below the handle of the shift mechanism.
  • the space below the switching mechanism can remain free for the attachment of a compact electromagnetic release. That is, the specially shaped bracket, it is possible to remove an electromagnetic release below the handle in the on position of the switching mechanism in case of failure and to replace it with a non-defective, without having to open the already fully assembled switching mechanism.
  • the bracket uses the space above the electromagnetic release to fulfill its function as a link.
  • a switching mechanism is preferred in which the coupling has a driver.
  • the driver is designed such that it moves the corresponding lever of the arranged next to the switching mechanism circuit breaker in parallel to the movement of the shift lever of the switching mechanism and thereby trigger the switching mechanism of the circuit breaker and a his movement of the Weghe- the switching mechanism in an off position Contacts can open up.
  • the switching mechanism has a freewheel in the clutch, ie in the driver for the circuit breaker between the shift lever of the switching mechanism and the concentric mounted carrier.
  • the residual current device ie the FI or DI block
  • the driving mechanism has a freewheel in the clutch, ie in the driver for the circuit breaker between the shift lever of the switching mechanism and the concentric mounted carrier.
  • the residual current device ie the FI or DI block
  • the driving mechanism has a freewheel in the clutch, ie in the driver for the circuit breaker between the shift lever of the switching mechanism and the concentric mounted carrier.
  • the residual current device ie the FI or DI block
  • a rotation of the clutch ie the driver
  • a weak freewheel torsion spring ensures that the catch is turned back to its rest position after free running.
  • a switching mechanism which has a test button with a NUfederelement, in particular a NUblattfeder, is also preferred. It is particularly preferred if the sketchffederelement the test button is guided on one side by at least one cylindrical element, in particular by two pins, which press the fürfederelement on a terminal of the switching mechanism.
  • the test button is advantageously arranged for reasons of space within the switching mechanism. In this case, the test button is arranged in particular between the handle and the shift lever of the switching mechanism on the carrier board.
  • the test button presses on a scholarfederelement, in particular a leaf spring, which is also the return element and contact element.
  • the tip of the fürfederettis touches a movable leg of the first spring element, in particular the torsion spring of the shift lever, provided that it is in its on position, and thus closes the scholarStrom Vietnamese when pressing the test button.
  • the leaf spring does not reach the movable leg of the first spring element of the shift lever when the shift lever is in the off position. It is not possible to close the test circuit when the switching mechanism is switched off. Immediately after closing the circuit, it is immediately torn open again, because the test current causes the switching mechanism to be triggered and the shift lever and thus the movable leg to be driven into its off position.
  • the test spring element is preferably guided on one side by two cylindrical elements, in particular by two pins, which press the test spring element onto a connection terminal of the switching mechanism.
  • the sketchfederelement or the fürblattfeder is to close his / her right end preferably in two pins led. These ensure that the end of the test spring element or the test blade spring presses on a connection terminal of the residual current device, ie the FI block, in which the switching mechanism including the test button is arranged. Furthermore, it is preferred if the first
  • Spring element of the shift lever of the switching mechanism a snap plate for receiving a contact element, which is seconded to a arranged on the switching mechanism test resistor has. That is, the test circuit is still closed by the first spring element, in particular the torsion spring of the lever supported on the small snap sheet, which serves a test resistor subsequently after the complete assembly of the switching mechanism including support board and closed lid board by snapping a leg of the Test resistance.
  • This offers the advantage that the variety of variants of the switching mechanisms is not driven by countless different test resistors up.
  • snapping in as an assembly process is simple and cheap, and no additional tool is required, such as crimping, crimping or soldering.
  • the object is achieved by a residual current device for switching a circuit breaker, wherein the residual current device has a previously described switching mechanism solved.
  • a residual current device with such a switching mechanism can be made sufficiently compact, in particular at most one division unit wide.
  • Switching mechanism has been specially developed for use in residual current protective devices, which do not have their own contact system but trigger a circuit breaker via a coupling. At least one side element or the cover or the bottom element of the housing of the residual current device can serve as a carrier board of the switching mechanism. As a result, the dimensions of the residual current device can be kept low.
  • Such a multifunctional switching mechanism in the residual current device such residual current protective devices with a width of two division units, but also of only one division unit, as FI or DI block can be realized.
  • the switching mechanism finds it including the test button and its components and including the trip unit, ie, the electromagnetic release in the upper half of the residual current device in only one division unit space and is able to control a circuit breaker by rotation of a clutch. Furthermore, due to the switching mechanism, such a residual-current-protective device can be used with various electromagnetic triggers arranged.
  • a fault current protection device having at least one electromagnetic release, comprising a movably mounted plunger, a summation current transformer, electrical lines and terminals for electrical lines.
  • a fault current protection device having at least one electromagnetic release, comprising a movably mounted plunger, a summation current transformer, electrical lines and terminals for electrical lines.
  • the object is achieved by a system comprising a residual current device and a circuit breaker arranged next to the residual current device, in which the fault Current protection device as described above is formed and wherein between the residual current device and the circuit breaker, a clutch is provided, via which the shift lever of the switching mechanism of Starbucksstromschutzein- direction and a shift lever of the circuit breaker can be coupled.
  • the residual current device and the circuit breaker are designed as DIN rail mounted device. These can be arranged side by side, for example, on a DIN rail. Through the coupling, the residual current device can activate the switching mechanism of the circuit breaker and thereby interrupt the circuit upon detection of a fault current.
  • the clutch can connect the shift lever of the switching mechanism of the residual current device and the switching lever of the switching mechanism of the circuit breaker for switching the same with each other.
  • Such a system allows the switching of the switching lever of the switching mechanism of the circuit breaker and thus the triggering of the circuit breaker with a low torque.
  • the switching mechanism of the residual current device is unlatched.
  • the free pawl can no longer support the torque applied thereto when it is switched on and no longer prevents the selector shaft from turning back into its off position with the aid of the first spring element, preferably a torsion spring.
  • the first spring element is tensioned by the shift lever is rotated or the pawl is pivoted.
  • Figure 5 switching mechanism of a residual current device in "on” with a compact electromagnetic release
  • Figure 6 is a perspective view of a switching mechanism of a differential current protection device in "setting”
  • Figure 7 is a perspective view of a switching mechanism of a residual current device in "setting” with compact electromagnetic release and application lever;
  • Figure 8 is a perspective view of a test button, aticians, a first spring element and a test resistor.
  • Fig. 1 is a switching mechanism 1 of a differential current protection device 30, i. for a DI block, shown in on position.
  • the switching mechanism 1 is arranged on a carrier board 2.
  • the pawl 7 is connected via the rotatably hinged to the pawl 4 with the handle 3 of the switching mechanism 1.
  • the first end 5 of the bracket 4 is rotatably coupled to the handle 3, while the second end 6 of the bracket 4 is rotatably coupled to the applied pawl.
  • the pawl 7 has at its upper end side a groove 8 in which a pin 10 of the shift lever 9 of the switching mechanism 1 is held feasible.
  • the pin 10 of the shift lever 9 is spaced from the axis of rotation of the shift lever 9 on the
  • Shift lever 9 is arranged. By pivoting the pawl 7, the pin 10 is guided in the groove 8 of the pawl 7, so that the shift lever 9 is rotated.
  • the lower end 13 of the pawl 7 engages in the on position of the switching mechanism 1 at the Verklinkungskante 12 of the rotatably mounted half-wave 11 a. That is, in the change of the switching mechanism 1 from an off position to the on position, the lower end 13 of the pawl 7 remains hanging on the Verklinkungskante 12 of the half-wave 11. That is, the handle 3 is rotated when switching the switching mechanism 1, he pulls on the bracket 4, the pawl 7 with it.
  • the pawl 7 hangs at its lower end 13 on the Verklinkungskante 12 of the half-wave 11, it leads in its groove 8 at the upper end of the pin 10 of the switching hebeis 9 also with.
  • the shift lever 9 and thus attachable to the shift lever 9 coupling to the circuit breaker are rotated so that turning on the circuit breaker is no longer hindered.
  • the handle 3 is thereby pushed over a dead center into its ON position, where it also remains, since the tensile force in the bracket 4 now advantageously exerts an inverted torque on the handle 3 after exceeding the dead center.
  • the switching mechanism 1 is unlatched. This means that the half-wave 11 is rotated by an electromagnetic release, not shown, about its axis of rotation, thereby releasing the Verklinkungskante 12 of the pawl 7, which has hooked during the switching on the Verklinkungskante 12 of the half-wave 11 again.
  • the free pawl 7 can no longer support the torque applied thereto when it is switched on and no longer prevents the shift lever 9 from turning back into its off position with the aid of the first spring element 14, preferably a torsion spring.
  • a corresponding switching mechanism of the switched circuit breaker can now be triggered.
  • the handle 3 which is normally held in its on position by the tensile force in the bracket 4 in its position, can now, driven by a weak handle spring, move back to its off position.
  • the off position of the switching mechanism 1 of the residual current device 30 is shown in Fig. 2.
  • the switching mechanism 1 has a first spring element 14, which is connected to the shift lever 9 and which is resiliently tensioned during a movement of the shift lever 9.
  • the first spring element 14 is subjected to tension or spring elastic loading.
  • the tensioning of the first spring element 14 such a switching mechanism 1 can simply store energy in order to use it to move the switching lever of a circuit-breaker coupled via a coupling. Furthermore, such a switching mechanism 1 is simple and compact.
  • the switching mechanism 1 can simply store spring energy by movement of the handle 3 of the switching mechanism 1 and use the switching mechanism of a mounted one upon detection of a fault current and the associated triggering by an electric or electromagnetic triggering element via the clutch which can be fastened to the shift lever 9 To activate circuit breaker and thereby interrupt the circuit.
  • the rotation angle and the torque of the shift lever 9 of the switching mechanism 1 are on the
  • Such a switching mechanism 1 can be made sufficiently compact, in particular at most only one division unit wide.
  • the carrier board 2 is a side member of the housing of the differential current device 30, in which the switching mechanism 1 is arranged, is.
  • a switching mechanism 1 of a residual current device 30 is shown in the on position, wherein the switching mechanism additionally has a contact lever 17.
  • the switching mechanism 1 is for a residual current device, i. an FI block designed.
  • the application lever 17 is mounted concentrically to the half-shaft 11, wherein the application lever 17 and the half-shaft 11 are coupled together.
  • a classic electromagnetic actuator 16a is shown in FIG.
  • This classic electromagnetic actuator 16a presses from below against the half-wave 11 to turn it clockwise from the view of FIG. 4.
  • the Verklinkungskante 12 the lower end 13 of the pawl free, so that they no longer acting on them torque can support.
  • the same occurs when using a compact electromagnetic release 16b, as shown in FIG.
  • the plunger of the compact electromagnetic actuator 16b presses from above on the half-wave to rotate them also from the view of FIG. 5 in a clockwise direction.
  • the compact electromagnetic release 16b is arranged directly below the handle 3 of the switching mechanism 1.
  • the multifunctional application lever 17 has on the one hand the task that when the electromagnetic release 16b, the hidden plunger of the electromagnetic release 16b presses down on Anleghebel 17, the half-shaft 11 is rotated and thereby the switching mechanism. 1 is triggered.
  • the upper arm 17a of the electromagnetic actuator 16b is pushed to the left after being released from the shift lever 9, ie, away from the handle 3 of the shift mechanism 1, and thereby the pusher of the compact electromagnetic trip 16b not automatically returned to its rest position from the lower arm 17b of FIG Docking lever 17 is pressed into its rest position but without obstructing the rotation (clockwise) of the half-wave 11, which must be rotated to the remindverklinkung.
  • the compatibility with differently arranged release systems 16a, 16b is produced by the fact that the half-wave 11 can be driven both from the bottom left by the plunger of the classic release 16a and from the top right via the application lever 17 by the plunger of a compact release 16b.
  • the half-wave 11 may be of a conventional electromagnetic, not shown
  • Trigger 16a are rotated to release the lower end 13 of the pawl 7.
  • 7 shows a perspective view of a switching mechanism 1 of a residual current device Device 30 in Em position of the switching mechanism 1, wherein the switching mechanism 1 has a compact electromagnetic release 16b and a contact lever 17.
  • the half-wave 11 is rotated by a plunger of the compact electromagnetic Auslo- sers 16 b, which sits directly below the handle 3 and the Bugeis 4 ,.
  • the bracket 4 at a Em position of the switching mechanism 1 has a horizontal course, so that the compact electromagnetic release 16b can be easily removed from the switching mechanism 1 and from the residual current device 30 without the other components the switching mechanism 1 must be removed.
  • the sketchffederelement 19 is formed here as a test leaf spring.
  • the test spring element 19 of the test button 18 is guided on one side by two cylindrical elements 20, here in the form of two pins, which guide the
  • the test button 18 is advantageously arranged for reasons of space within the switching mechanism 1. In this case, the test button 18 is advantageously arranged between the handle 3 and the shift lever 9 of the switching mechanism 1 on the carrier board 2.
  • the test button 18 prints on the scholarffederelement 19, which is at the same time jerk element and contact element.
  • the tip of the strigffederettis 19 touches when printing the test button 19 a movable leg 14a of the first spring element 14, which is designed here as a torsion spring, the shift lever 9, provided this is in its on position, and thus closes the scholarStrom Vietnamese.
  • the Prufblattfeder 19 does not reach the movable leg 14a of the first spring element 14 of the shift lever 9 when the shift lever 9 is in the off position. Closing the test circuit with the switching mechanism 1 switched off is not possible. borrowed. Immediately after closing the circuit, it is immediately torn open, because the test current causes the switching mechanism 1 is triggered and the shift lever 9 and thus the movable leg 14 a are driven to the off position.
  • the first spring element 14 of the shift lever 9 of the shift mechanism 1 has a snap plate 21 for receiving a contact element 22, here in the form of a so-called little leg, which is disposed on the test resistor 23 arranged on the shift mechanism 1. That is, the test circuit is still closed by the first spring element 14 of the shift lever 9 is supported on the small snap sheet 21, which serves to the test resistor 23 subsequently included after the complete assembly of the switching mechanism 1
  • Carrier board 2 and closed lid board by snapping the little leg 22 of the test resistor 23 record This offers the advantage that the variety of variants of the switching mechanisms is not driven by countless different test resistors 23 up.
  • snapping in as an assembly process is simple and cheap, and no additional tool is required, such as crimping, crimping or soldering.

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Description

Schaltmechanik einer Fehlerstromschutzeinrichtung, Fehlerstromschutzeinrichtung sowie System mit einer Fehlerstromschutzeinrichtung und einem Leitungsschutzschalter
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltmechanik einer Fehlerstromschutzeinrichtung zum Schalten eines Leitungsschutzschalters. Ferner betrifft die Erfindung eine Fehlerstromschutzeinrichtung sowie ein System aufweisend eine Fehlerstromschutzeinrichtung und einen neben der Fehlerstromschutzeinrichtung angeordneten Leitungsschutzschalter.
Fehlerstromschutzeinrichtungen sind Schaltgeräte, die bei einem Fehler, insbesondere einem Isolationsfehler, in elektrischen Geräten und Anlagen diese innerhalb von weniger als 200ms abschalten. D.h., eine Fehlerstromschutzeinrichtung ist eine Schutzeinrichtung in Stromnetzen. Diese trennt den angeschlossenen, überwachten Stromkreis vom restlichen Stromnetz, wenn Strom auf falschem Weg, etwa durch den Körper einer Person, fließt. Dazu vergleicht die Fehlerstromschutzeinrichtung die Stromstärke des ausgehenden Stromes mit der Stärke des zurückfließenden Stromes.
Eine zwischen einem elektrischen Netz und einem elektrischen Gerät geschaltete Fehlerstromschutzeinrichtung bewirkt, dass die Ströme durch einen Wandler fließen, d.h., sowohl aus dem speisenden Netz zum elektrischen Gerät wie auch umgekehrt. Solange die Isolierung im elektrischen Gerät intakt ist, sind hin- und zurückfließender Strom gleich groß. Ist die Isolierung jedoch fehlerhaft, kann ein Teil des in das elektrische Gerät fließenden Stromes über den Fehler, d.h. den Isolationsfehler, und das Gehäuse auch über einen Menschen fließen, der beispielsweise das Elektrogerät bedient. Eine Fehlerstromschutzeinrichtung kann über ihren Wandler schon ab einer Differenz von 10mA ein magnetisches Ungleichgewicht bemerken und das Abschalten des Stromes auslösen. Fehlerstromschutzschalter (FI-Schalter; FI = Fehlerstrom) sind für bestimmte elektrische Anlagen vorgeschrieben, so zum Beispiel für elektrische Anlagen auf Baustellen, in Wohngebäuden, in Zweckbauten wie Bürogebäuden oder Kaufhäusern und in der Industrie.
Fehlerstromschutzeinrichtungen schützen Personen im Fehlerfall vor gefährlichen Körperströmen sowohl bei indirektem als auch direktem Berühren durch sofortiges Abschalten. Gleich- zeitig bieten sie von den bei Kurz- und Erdschluss abschaltenden Schutzeinrichtungen als einzige umfassenden Schutz auch bei Fehlerströmen, die bei so genannten unvollkommenen Kurz- und Erdschlüssen auftreten, wo Sicherungen und LS- Schalter nicht abschalten, da diese Fehlerströme teilweise weit unter den Bemessungsströmen dieser Schutzeinrichtungen liegen .
Ferner gibt es kombinierte Fehlerstrom- und Leitungsschutzschalter (FI/LS-Schalter) , die Leitungs- und Personenschutz in einem Gerät vereinen.
Zum nachträglichen Anbau an Leitungsschutzschalter stehen so genannte FI-Blöcke in zwei-, drei- und vierpoliger Ausführung, Bemessungsströmen von 6 bis 125A und Bemessungsfehler- strömen von 10, 30, 100, und 300 mA zur Verfügung. Benötigen die Fehlerstromschutzeinrichtungen zur Fehlerstromerfassung eine Hilfsspannung, werden sie im Allgemeinen als Differenzstromschutzeinrichtung (Di-Schutzeinrichtung oder DI-Block) bezeichnet .
Netzspannungsunabhängige FI-Blöcke und netzspannungsabhängige DI-Blöcke sind Fehlerstromschutzeinrichtungen, die über keine eigenen Schaltkontakte verfügen, sondern als Zusatzgerät an einen Leitungsschutzschalter (LS-Schalter) angebaut werden und dessen Kontakte nutzen. Die Schaltmechanik in der Fehlerstromschutzeinrichtung, d.h. im FI-Block bzw. im DI-Block, ist dabei mit der Mechanik des Leitungsschutzschalters über eine Kupplung verbunden. Ein auftretender Fehlerstrom erzeugt in der Fehlerstromschutzeinrichtung einen elektrischen Impuls. Über ein Magnetrelais wird der Impuls dazu genutzt die Schaltmechanik in der Fehlerstromschutzeinrichtung, d.h. im FI-Block bzw. im DI-Block, auszulösen. Über die gekoppelte Schaltmechanik wird dabei auch der Leitungsschutzschalter ausgelöst, seine Kontakte aufgerissen und der Stromkreis unterbrochen. Nach Beseitigung des Isolationsfehlers muss zunächst die Fehlerstromschutzeinrichtung eingeschaltet werden, damit der Fehlerstromschutz aktiv ist. Erst dann lässt sich der Leitungsschutzschalter einschalten und damit der
Stromkreis zum Verbraucher schließen. Ein FI-Block bzw. DI- Block ist somit kein Schaltgerät, sondern eine Schutzeinrichtung.
Eine Auslöseeinheit, insbesondere ein elektromagnetischer Auslöser, der Fehlerstromschutzeinrichtung dient dazu bei einem auftretenden Fehlerstromfluss ein Spannungssignal in eine mechanische Bewegung umzuwandeln. Bei der mechanischen Bewegung kann es sich beispielsweise um die Drehung eines Schalthebels oder Schaltbügels, oder um die lineare Bewegung eines Stößels handeln.
Die bekannten Schaltmechaniken von Fehlerstromschutzeinrichtungen sind äußerst aufwendig konstruiert und nehmen dadurch erheblich Platz innerhalb einer Fehlerstromschutzeinrichtung bzw. einer Differenzstromschutzeinrichtung. Bislang werden Schaltmechaniken eingesetzt, die für das Schalten mehrerer Kontakte eines FI-Schutzschalters entwickelt, abgewandelt und an die FI-Block-Gegebenheiten angepasst wurden. Diese Schalt- mechaniken verbrauchen relativ viel Platz, was eine Bauweise in einer Teilungseinheit nicht zulässt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltmechanik einer Fehlerstromschutzeinrichtung zu schaffen, die einfach Energie, z.B. Federenergie, speichert, um diese zur Auslösung eines über eine Kupplung angekoppelten Leitungsschutzschalters zu nutzen und dadurch den nachgeschalteten Verbraucherstromkreis vom Netz zu trennen. Ferner sollen die Schalt- mechanik und eine Fehlerstromschutzeinrichtung mit einer solchen Schaltmechanik einfach und kompakt aufgebaut sein. Des Weiteren soll ein System, aufweisend eine Fehlerstromschutzeinrichtung und einen Leitungsschutzschalter, geschaf- fen werden, das auf einfache und schnelle Art und Weise bei Auftritt eines Fehlerstroms den Stromkreis unterbricht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltmechanik mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1, durch eine Fehlerstromschutzeinrichtung mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 12 sowie durch ein System, aufweisend eine Fehlerstromschutzeinrichtung und einen neben der Fehlerstromschutzeinrichtung angeordneten Leitungsschutzschalter, mit den Merkmalen gemäß dem unabhän- gigen Patentanspruch 14 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Merkmale und Details die im Zusammenhang mit der Schaltmechanik beschrieben sind gelten dabei selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem Fehlerstromschutzeinrichtung sowie dem System, aufweisend eine Fehlerstromschutzeinrichtung und einen neben der Fehlerstromschutzeinrichtung angeordneten Leitungsschutzschalter, und jeweils umgekehrt.
Gemäß des ersten Aspektes der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Schaltmechanik einer Fehlerstromschutzeinrichtung zum Schalten eines Leitungsschutzschalters, welche an einer Trägerplatine angeordnet ist, aufweisend einen drehbar gelagerten Griff, einen mit dem Griff gekoppelten Bügel, wobei ein erstes Ende des Bügels außerhalb der Drehachse des Griffs an dem Griff angeordnet ist, und eine an dem zweiten Ende des Bügels angelenkte Klinke, die eine Nut zur Führung eines Zapfens eines drehbar gelagerten Schalthebels der Schaltmechanik aufweist, aufweisend eine drehbar gelagerte HaIb- welle mit einer Verklinkungskante, wobei die Verklinkungs- kante zum Greifen eines Endes der Klinke ausgebildet ist, aufweisend ein mit der Klinke und/oder dem Schalthebel verbundenes erstes Federelement, welches bei einer Bewegung der Klinke und/oder des Schalthebels federelastisch spannbar ist, gelöst .
Im Lichte der Erfindung stellt eine Fehlerstromschutzeinrich- tung auch eine Differenzstromschutzeinrichtung dar.
Eine derartige Schaltmechanik kann einfach Energie, speichern um diese zur Bewegung eines Schalthebels eines über eine Kupplung angekoppelten Leitungsschutzschalters zu nutzen. Ferner ist eine derartige Schaltmechanik einfach und kompakt aufgebaut. Die Schaltvorrichtung kann einfach durch Bewegung des Griffs der Schaltmechanik Federenergie speichern und diese bei Feststellung eines Fehlerstromes und damit verbundener Auslösung durch ein elektrisches bzw. elektromagneti- sches Auslöseelement dazu nutzen über eine an dem Schalthebel befestigbare Kupplung die Schaltmechanik eines angebauten Leitungsschutzschalters zu aktivieren und dadurch den Stromkreis zu unterbrechen. Die Kupplung ist dazu im Bereich der Koppelstelle des Leitungsschutzschalters angeordnet, wobei der Drehwinkel und das Drehmoment des Schalthebels auf den Leitungsschutzschalter abgestimmt sind. Die Schaltmechanik selbst besitzt keine Kontaktstellen, die mit großer Kraft bzw. mit großem Drehmoment geschlossen und geöffnet werden müssen. Die Betätigung des Leitungsschutzschalters über die Kupplung erfolgt mit vergleichbar geringem Drehmoment.
Die Schaltmechanik kann ausreichend kompakt aufgebaut werden, insbesondere maximal eine Teilungseinheit breit sein. Im Lichte der Erfindung weist eine Teilungseinheit eine Breite von 18mm auf. Dies entspricht auch der bevorzugten Breite einer Fehlerstromschutzeinrichtung, die die Schaltmechanik umfasst. Die Schaltmechanik ist speziell für den Einsatz in Fehlerstromschutzeinrichtungen bzw. Differenzstromschutzeinrichtungen, die kein eigenes Kontaktsystem haben, sondern einen Leitungsschutzschalter über eine Kupplung auslösen, entwickelt . Die Schaltmechanik ist an einer Trägerplatine angeordnet. Dabei kann die Trägerplatine einen Teil, insbesondere ein Seitenelement, des Gehäuses der Fehlerstromschutzeinrichtung, in der die Schaltmechanik angeordnet ist, bilden. Die Träger- platine dient als Basiselement zur Befestigung der einzelnen Bauteile der Schaltmechanik.
Die Schaltmechanik weist einen drehbar gelagerten Griff auf. Dieser kann händisch bewegt werden, so dass die Schaltmecha- nik durch ein Verschwenken des Griffs ein- bzw. ausgeschaltet werden kann. Der Griff ist mit einem Bügel, der zur Drehung des Schalthebels der Schaltmechanik dient, gekoppelt. Ein erstes Ende des Bügels ist außerhalb der Drehachse des Griffs an dem Griff angeordnet. Hierdurch wird der Bügel bei einem Verschwenken des Griffs bewegt. An dem Bügel, insbesondere an dem zweiten Ende des Bügels, ist eine Klinke angelenkt. Angelenkt bedeutet, dass die Klinke drehbar an dem Bügel gelagert ist. So kann eine Drehachse vorgesehen sein, die den Bügel, insbesondere das zweite Ende des Bügels, mit der Klinke dreh- bar verbindet. Bei einer Bewegung des Griffs und damit des Bügels wird die Klinke ebenfalls bewegt. Die Klinke weist ferner eine Nut zur Führung eines Zapfens eines drehbar gelagerten Schalthebels der Schaltmechanik auf. Die Nut ist bevorzugt im oberen Drittel der Klinke vorgesehen. Der Zapfen des Schalthebels der Schaltmechanik ist außerhalb der Drehachse des Schalthebels an diesem angeordnet, so dass bei einer Bewegung der Klinke der Schalthebel aufgrund der Führung des Zapfens in der Nut gedreht wird. Die Nut der Klinke dient als sogenannte Kulissenführung für den Zapfen. Die Nut ermöglicht eine Schwenkbewegung der Klinke, wenn diese durch den Bügel bzw. den Griff verschwenkt wird. Der Schalthebel dient als Schnittstelle zu dem Leitungsschutzschalter. Durch die Drehung des Schalthebels und einer an dem Schalthebel befestigbaren Kupplung kann direkt eine ebenfalls an der Kupplung befestigbare Schaltmechanik des Leitungsschutzschalters geschaltet werden. Der Schalthebel der Schaltmechanik dient als direkte Schnittstelle zu einem angebauten Leitungsschutzschalter. Hier wird direkt der Schalthebel, der mit der Kupplung in Wirkverbindung steht, geschaltet, und nicht irgendeine Schaltwelle an einer anderen beliebigen Position in der Fehlerstromschutzeinrichtung, welche dann wiederum mit einem weiteren Bügel und einem weiteren Hebel den Leitungsschutzschalter ansteuert. Dieses Prinzip spart Teile, Bauraum und Materialkosten.
Die Schaltmechanik weist ferner eine drehbar gelagerte Halbwelle, die wiederum eine Verklinkungskante aufweist, auf. Die Verklinkungskante ist zum Greifen eines Endes der Klinke ausgebildet. Die Verklinkungskante ist bevorzugt an dem Ende der Halbwelle vorgesehen. Die Halbwelle bzw. die Verklinkungskante der Halbwelle sind dabei derart an der Trägerplatine der Schaltmechanik angeordnet, dass die Verklinkungskante das der Nut der Klinke abgewandte Ende der Klinke greifen kann, um dadurch eine Verdrehung der Klinke um die Verklinkungskante zu bewirken.
Die Schaltmechanik weist bevorzugt ferner ein mit der Klinke und/oder dem Schalthebel verbundenes erstes Federelement auf, welches bei einer Bewegung der Klinke und/oder des Schalthebels federelastisch spannbar ist. Beim Einschalten der Schaltmechanik, d.h. bei einer Bewegung des Griffs von einer Aus-Stellung in eine Ein-Stellung, wird das erste Federele- ment gespannt bzw. federelastisch beaufschlagt. Durch die
Bewegung des Griffs von einer Aus-Stellung in eine Ein-Stellung werden der Bügel und damit die Klinke bewegt. Durch die Bewegung der Klinke wird ferner der Schalthebel der Schaltmechanik gedreht. Ist das erste Federelement an der Klinke oder an dem Schalthebel befestigt, ist dieses bei einer Bewegung der Klinke bzw. des Schalthebels in Richtung des Griffs spannbar .
Es wird ein Schaltprinzip verwendet, bei dem sich die Klinke beim Ein- und Ausschalten um die Verklinkungskante dreht.
Wird der Griff beim Einschalten der Schaltmechanik von einer Seite zur anderen Seite gedreht, zieht er über den Bügel die Klinke mit sich. Da die Klinke an Ihrem unteren Ende an der Verklinkungskante der Halbwelle hängen bleibt, führt sie in ihrer Nut am oberen Ende den Zapfen des Schalthebels ebenfalls mit. Der Schalthebel und damit die an dem Schalthebel befestigbare Kupplung zum Leitungsschutzschalter werden gedreht, so dass ein Einschalten des Leitungsschutzschalters nicht mehr behindert wird. Der Griff wird dabei über einen Totpunkt hinweg in seine Ein-Stellung geschoben, wo er auch verbleibt, da die Zugkraft im Bügel nach dem Überschreiten des Totpunktes nun vorteilhafterweise ein umgekehrtes Dreh- moment auf den Griff ausübt.
Im Falle eines Fehlerstromes wird die Schaltmechanik entklinkt. Das bedeutet, dass die Halbwelle von einem elektromagnetischen Auslöser um ihre Drehachse gedreht wird und dabei die Verklinkungskante der Klinke, die sich beim Einschaltvorgang an der Verklinkungskante der Halbwelle eingehakt hat, wieder freigibt. Die freie Klinke kann nun das auf sie beim Einschalten aufgebrachte Drehmoment nicht mehr abstützen und verhindert nun nicht mehr, dass sich der Schalthebel mit Hilfe des ersten Federelementes, bevorzugt eine Drehfeder, wieder in seine Aus-Stellung zurückdreht. Über die befestigbare Kupplung kann nun eine entsprechende Schaltmechanik des eingeschalteten Leitungsschutzschalters ausgelöst werden. Der Griff, der im Ein-Zustand normalerweise durch die Zugkraft im Bügel in seiner Position gehalten wird, kann sich nun, angetrieben durch eine schwache Grifffeder, wieder in seine Aus-Position bewegen.
Bevorzugt ist eine Schaltmechanik, die eine an dem Schalthe- bei befestigbare Kupplung zum Schalten der Schaltmechanik des Leitungsschutzschalters aufweist. Die Kupplung ist einerseits an dem Schalthebel der Schaltmechanik und andererseits an einer Schaltmechanik, insbesondere einem Schalthebel, des Leitungsschutzschalters befestigt. Hierdurch kann ein Schal- ten der Schaltmechanik des Leitungsschutzschalters durch eine Bewegung des Schalthebels der zuvor beschriebenen Schaltmechanik erfolgen. Lediglich die Kupplung verbindet die beiden Schalthebel. Die Kupplung ist dabei in Form auf den angebauten Leitungsschutzschalter abgestimmt. Sie ragt aus der Fehlerstromschutzeinrichtung in den Leitungsschutzschalter und trägt dabei eine der Kupplungskontur der Schaltmechanik des
Leitungsschutzschalters inverse Kontur, sodass sie direkt in die Schaltmechanik des Leitungsschutzschalters eingreift.
Die Griffe der Schaltmechaniken der Fehlerstromschutzeinrich- tung und des Leitungsschutzschalters sind dabei nicht direkt gekoppelt, da der Anwender zuerst die Fehlerstromschutzeinrichtung einschalten muss, bevor sich der Leitungsschutzschalter einschalten lässt. Würde der Anwender versuchen den Leitungsschutzschalter vor oder zeitgleich zu der Fehler- Stromschutzeinrichtung einzuschalten, würde die Kupplung des noch nicht eingeschalteten Fehlerstromschutzschalters den Leitungsschutzschalter auslösen, bevor dessen Kontakte überhaupt geschlossen sind. Der Leitungsschutzschalter lässt sich praktisch nicht einschalten, solange die Fehlerstromschutz- einrichtung nicht in „Ein-Stellung" ist.
Die voneinander unabhängigen Griffe bieten dem Anwender einen weiteren Vorteil. Im Fehlerfall, gefolgt von einer Trennung des Verbraucherstromkreises vom Netz, erkennt der Anwender an der Stellung der Griffe, welches Gerät, ob Fehlerstromschutzeinrichtung oder Leitungsschutzschalter die Trennung verursacht hat, und damit welcher Fehlerfall, ob ein Kurzschluss oder ein Erdschluss, vorliegt. Dies erleichtert dem Anwender die Suche nach der Fehlerquelle. Befinden sich zum Beispiel der Griff der Fehlerstromschutzeinrichtung in „Ein-Stellung" und der Griff des Leitungsschutzschalters in „Aus-Stellung", liegt ein Kurzschluss bzw. eine Überlastung des Verbrauchernetzes vor. Befinden sich hingegen zum Beispiel beide Griff in „Aus-Stellung", hat die Fehlerstromschutzeinrichtung einen Fehlerstrom, der z.B. durch einen Isolationsfehler oder durch ein Berühren eines spannungsführenden Teiles durch eine Person hervorgerufen wurde, erkannt und über die Kupplung die Trennung des Verbraucherstromkreises vom Netz durch den Leitungsschutzschalter veranlasst.
Bevorzugt bildet die Trägerplatine zumindest teilweise ein Gehäuseelement der Fehlerstromschutzeinrichtung, in der die Schaltmechanik angeordnet ist. D.h., die Trägerplatine kann beispielsweise ein oder mehrere Seitenelemente, ein Deckelelement und/oder ein Bodenelement der Fehlerstromschutzeinrichtung bilden. Hierdurch kann die Fehlerstromschutzeinrich- tung äußerst kompakt ausgebildet sein. Die Trägerplatine dient zur Befestigung der einzelnen Elemente der Schaltmechanik. Aufgrund der Befestigung des Schalthebels, des Griffs, der Halbwelle sowie des ersten Federelementes an der Trägerplatine können diese Elemente richtig zueinander positioniert werden. Das erste Federelement kann beispielsweise mit einem Ende an der Trägerplatine befestigt werden und mit dem anderen Ende an der Klinke oder dem Schalthebel. Dies führt dazu, dass bei einer Bewegung der Klinke oder des Schalthebels das erste Federelement gespannt wird und somit eine Kraft auf die Klinke bzw. den Schalthebel ausübt. Die Trägerplatine ist bevorzugt aus Kunststoff ausgebildet.
Bevorzugt ist ferner eine Schaltmechanik die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein zweites Federelement aufweist, welches mit der drehbar gelagerten Halbwelle verbunden ist.
Das zweite Federelement übt eine Kraft auf die Halbwelle aus, so dass diese von unten gegen die eingeklinkte bzw. eingehängte Klinke drückt. Hierdurch bleibt die Klinke nach dem Einschaltvorgang an der Verklinkungskante hängen und stützt so das auf die Klinke ausgeübte Drehmoment, welches von dem ersten Federelement ausgeübt wird, ab. Durch das Einhängen des unteren Endes der Klinke an der Verklinkungskante wird verhindert, dass sich der Schalthebel der Schaltmechanik aufgrund der von dem ersten Federelement ausgeübten Kraft in die Aus-Stellung bewegt. Die Verklinkungskante sorgt dafür, dass die aufgebrachte Federenergie zunächst gespeichert bleibt. Durch eine Bewegung der Halbwelle von dem unteren Ende der Klinke weg, wird die Klinke freigegeben, so dass sie das auf sie beim Einschalten aufgebrachte Drehmoment nicht mehr abstutzen kann. Nach der Freigabe der Klinke dreht das erste Federelement, bevorzugt eine Drehfeder, die Klinke und den Schalthebel wieder in ihre Aus-Stellungen zurück. Über die Kupplung wird dann die Schaltmechanik des eingeschalteten Leitungsschutzschalters ausgelost .
Um die Freigabe der Klinke von der Verklmkungskante zu realisieren, muss die Halbwelle entgegen der durch das zweite Federelement aufgebrachten Kraft auf die Halbwelle gedreht werden. Dies erfolgt durch einen elektrischen bzw. elektromagnetischen Ausloser. Dieser elektrische bzw. elektromagnetische Ausloser dient dazu bei einem auftretenden Fehler- stromfluss ein Spannungssignal in eine mechanische Bewegung umzuwandeln. Hierbei wird bevorzugt ein Stößel des elektrischen bzw. elektromagnetischen Auslosers derart bewegt, dass er die Halbwelle entgegen hres auf sie wirkenden Drehmomentes dreht und somit das untere Ende der Klinke freigibt. Der Stößel trifft dabei bevorzugt auf das Ende der Halbwelle. Bevorzugt ist eine Schaltmechanik, bei der die Schaltmechanik wenigstens einen elektrischen bzw. elektromagnetischen Ausloser, aufweisend einen beweglich gelagerten Stößel, zum Betatigen der Halbwelle aufweist. D.h., der elektrische bzw. elektromagnetische Ausloser ist an der Tragerplatme der Schaltmechanik angeordnet. Es ist denkbar, dass mehrere elektrische bzw. elektromagnetische Ausloser, die die Halbwelle verschiedenartig berühren können, vorgesehen sind.
Des Weiteren ist eine Schaltmechanik bevorzugt, die einen mit der Halbwelle gekoppelten Anlegehebel, der konzentrisch zur Halbwelle der Schaltmechanik gelagert ist, aufweist. Der Anlegehebel ermöglicht, dass die Halbwelle von verschiedenen elektrischen bzw. elektromagnetischen Auslosern entgegen der auf sie von dem zweiten Federelement ausgeübten Kraft gedreht werden kann, um das untere Ende der Klinke freizugeben. Die Kompatibilität zu verschiedenen angeordneten Auslosesystemen wird dadurch hergestellt, dass sich die Halbwelle sowohl direkt durch den Stößel eines klassischen elektromagnetischen Auslösers als auch indirekt über den Anlegehebel vom Stößel eines neuen kompakten elektromagnetischen Auslösers antreiben lässt. Der so genannte neue kompakte elektromagnetische Auslöser ist bevorzugt direkt unterhalb des Griffs bzw. des Bügels der Schaltmechanik angeordnet. Hierdurch ist der neue kompakte elektromagnetische Auslöser leicht zugänglich, ohne das die Schaltmechanik, d.h., der Griff, der Bügel oder die Klinke ausgebaut werden müssen.
Konzentrisch zur Halbwelle der Schaltmechanik gelagert bedeutet, die Drehachse der Halbwelle und die Drehachse des Anlegehebels verlaufen koaxial zueinander. Der Anlegehebel ist multifunktional ausgebildet. D.h., er hat einerseits die Aufgabe, dass bei Auslösen des elektromagnetischen Auslösers unterhalb des Griffes, wobei der Stößel des elektromagnetischen Auslösers nach unten auf den Anlegehebel drückt, die Halbwelle gedreht, die Klinke freigegeben und dadurch die Schaltmechanik ausgelöst wird. Andererseits wird ein oberer Arm des Anlegehebels nach dem Auslösen vom Schalthebel in Richtung der „Aus"-Position des Schalthebels gedrückt und dadurch der nicht selbstständig in seine Ruhelage zurückkehrende Stößel des elektromagnetischen Auslösers vom unteren Arm des Anlegehebels in seine Ruhelage gedrückt, ohne dabei die Drehung der Halbwelle, die zur Rückverklinkung gedreht werden muss zu behindern.
Der Bügel der Schaltmechanik kann verschiedenartig ausgebildet sein. Der Bügel stellt das Verbindungsstück zwischen dem Griff und der Klinke der Schaltmechanik dar. D.h., über den Bügel wird bei einer Bewegung des Griffs die Klinke bewegt, und umgekehrt. Dabei ist der Bügel bevorzugt derart ausgebildet, dass er möglichst wenig Platz unterhalb des Griffs vereinnahmt. Besonders bevorzugt ist daher eine Schaltmechanik, bei der der Bügel zumindest bereichsweise eine L-förmige Form aufweist. D.h., das Ende des Bügels, welches an dem Griff der Schaltmechanik gelagert ist, weist bevorzugt eine L-förmige Form bzw. einen L-förmigen Verlauf auf. Dies ermöglicht, dass ein Schenkel des L-förmige ausgebildeten Bereichs des Bügels zumindest teilweise waagerecht angeordnet werden kann. Aufgrund der speziellen Ausgestaltung und auch der entsprechenden Länge des Bügels können der Schalthebel, Klinke und die Halbwelle der Schaltmechanik neben dem Griff und nicht unter- halb des Griffs der Schaltmechanik angeordnet werden. Der Platz unterhalb der Schaltmechanik kann für die Befestigung eines kompakten elektromagnetischen Auslösers frei bleiben. D.h., durch den speziell geformten Bügel ist es möglich einen elektromagnetischen Auslöser unterhalb des Griffes in der Ein-Position der Schaltmechanik bei Defekt auszubauen und durch einen nicht Defekten zu tauschen, ohne dabei die bereits vollständig montierte Schaltmechanik öffnen zu müssen. Während des Schaltvorgangs und im Aus-Zustand nutzt der Bügel den Platz über dem elektromagnetischen Auslöser um seine Funktion als Verbindungsglied zu erfüllen.
Des Weiteren ist eine Schaltmechanik bevorzugt, bei der die Kupplung einen Mitnehmer aufweist. Der Mitnehmer ist dabei derart ausgebildet, dass er bei einer Bewegung des Schalthe- bels der Schaltmechanik in eine Aus-Stellung den entsprechenden Schalthebel des neben der Schaltmechanik angeordneten Leitungsschutzschalters parallel zu der Bewegung des Schalthebels der Schaltmechanik bewegen und dadurch die Schaltmechanik des Leitungsschutzschalters auslösen und seine Kon- takte aufreißen kann.
Um eine Kompatibilität zu den durch Drehung auslösbaren Schalthebeln der Schaltmechanik und des Leitungsschutzschalters zu erreichen, hat die Schaltmechanik einen Freilauf in der Kupplung, d.h. in dem Mitnehmer zum Leitungsschutzschalter und zwar zwischen dem Schalthebel der Schaltmechanik und dem konzentrisch dazu gelagerten Mitnehmer. So kann die Fehlerstromschutzeinrichtung, d.h. der FI- oder DI-Block, den Leitungsschutzschalter über ein Drehen des Schalthebels und damit des Mitnehmers auslösen. Andererseits wird aber eine Drehung der Kupplung, d.h. des Mitnehmers, wegen Auslösung durch ein angebautes Reiheneinbaugerätes, z.B. eines Leitungsschutzschalter, eines Unterspannungsauslösers oder eines Arbeitstromauslöser, nicht behindert, weil sich der Mitnehmer in die entsprechende Richtung frei drehen kann. Eine schwache Freilaufdrehfeder sorgt dafür, dass der Mitnehmer nach dem Freilaufen wieder in seine Ruhestellung gedreht wird.
Eine Schaltmechanik, welche eine Prüftaste mit einem Prüffederelement, insbesondere einer Prüfblattfeder, aufweist, ist ebenfalls bevorzugt. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn das Prüffederelement der Prüftaste an einer Seite durch wenigstens ein zylinderförmiges Element, insbesondere durch zwei Zapfen, geführt ist, die das Prüffederelement auf eine Anschlussklemme der Schaltmechanik drücken. Die Prüftaste ist vorteilhafterweise aus Platzgründen innerhalb der Schalt- mechanik angeordnet. Dabei ist die Prüftaste insbesondere zwischen dem Griff und dem Schalthebel der Schaltmechanik an der Trägerplatine angeordnet.
Die Prüftaste drückt auf ein Prüffederelement, insbesondere eine Blattfeder, das zugleich Rückstellelement und Kontaktelement ist. Die Spitze des Prüffederelementes berührt beim Drücken der Prüftaste einen beweglichen Schenkel des ersten Federelementes, insbesondere der Drehfeder, des Schalthebels, vorausgesetzt dieser befindet sich in seiner Ein-Position, und schließt somit den PrüfStromkreis . Die Blattfeder erreicht den beweglichen Schenkel des ersten Federelementes des Schalthebels nicht, wenn der Schalthebel sich in der Aus- Stellung befindet. Ein Schließen des PrüfStromkreises bei ausgeschalteter Schaltmechanik ist nicht möglich. Unmittelbar nach Schließen des Stromkreises wird er sofort wieder aufgerissen, da der Prüfstrom dazu führt, dass die Schaltmechanik ausgelöst und der Schalthebel und damit der bewegliche Schenkel in seine Aus-Stellung getrieben werden. Das Prüffederelement ist bevorzugt an einer Seite durch zwei zylin- derförmige Elemente, insbesondere durch zwei Zapfen, geführt, die das Prüffederelement auf eine Anschlussklemme der Schaltmechanik drücken. Das Prüffederelement bzw. die Prüfblattfeder wird dazu nahe seinem/ihrem rechten Ende bevorzugt in zwei Zapfen geführt. Diese sorgen dafür, dass das Ende des Prüffederelementes bzw. der Prüfblattfeder auf eine Anschlussklemme der Fehlerstromschutzeinrichtung, d.h. des FI-Blockes, drückt, in der die Schaltmechanik inkl. der Prüf- taste angeordnet ist. Ferner ist bevorzugt, wenn das erste
Federelement des Schalthebels der Schaltmechanik ein Schnappblech zur Aufnahme eines Kontaktelementes, welches an einem an der Schaltmechanik angeordneten Prüfwiderstandes abgeordnet ist, aufweist. D.h., der PrüfStromkreis wird weiterhin geschlossen, indem sich das erste Federelement, insbesondere die Drehfeder, des Schalthebels auf dem kleinen Schnappblech abstützt, das dazu dient einen Prüfwiderstand nachträglich nach der vollständigen Montage der Schaltmechanik inklusive Trägerplatine und geschlossener Deckelplatine durch Ein- schnappen eines Beinchens des PrüfWiderstandes aufzunehmen. Dies bietet den Vorteil, dass die Variantenvielfalt der Schaltmechaniken nicht noch durch unzählige verschiedene Prüfwiderstände nach oben getrieben wird. Insbesondere ist das Einschnappen als Montageprozess einfach und billig und es ist dabei kein zusätzliches Werkzeug notwendig wie etwa beim Crimpen, Quetschen oder Löten.
Gemäß eines zweiten Aspektes der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Fehlerstromschutzeinrichtung zum Schalten eines Leitungsschutzschalters, wobei die Fehlerstromschutzeinrichtung eine zuvor beschriebene Schaltmechanik aufweist, gelöst.
Eine Fehlerstromschutzeinrichtung mit einer derartigen Schaltmechanik kann ausreichend kompakt aufgebaut werden, insbesondere maximal eine Teilungseinheit breit sein. Die
Schaltmechanik ist speziell für den Einsatz in Fehlerstromschutzeinrichtungen, die kein eigenes Kontaktsystem haben, sondern einen Leitungsschutzschalter über eine Kupplung auslösen, entwickelt. Zumindest ein Seitenelement bzw. das Deckel- oder das Bodenelement des Gehäuses der Fehlerstromschutzeinrichtung kann als Trägerplatine der Schaltmechanik dienen. Hierdurch können die Abmaße der Fehlerstromschutzeinrichtung gering gehalten werden. Durch die Anordnung einer derartigen multifunktionalen Schaltmechanik in der Fehlerstromschutzeinrichtung können derartige Fehlerstromschutzeinrichtungen mit einer Breite von zwei Teilungseinheiten, aber auch von nur einer Teilungseinheit, als FI- oder DI-Block, realisiert werden. Die Schaltmechanik findet dabei inklusive der Prüftaste sowie ihrer Bauteile und inklusive der Auslöseeinheit, d.h., des elektromagnetischen Auslösers, in der oberen Hälfte der Fehlerstrom- Schutzeinrichtung in nur einer Teilungseinheit Platz und ist dabei in der Lage einen Leitungsschutzschalter durch eine Drehung einer Kupplung anzusteuern. Ferner ist eine derartige Fehlerstromschutzeinrichtung aufgrund der Schaltmechanik mit verschiedenen angeordneten elektromagnetischen Auslösern ver- wendbar.
Bevorzugt ist ferner eine Fehlerstromschutzeinrichtung, die wenigstens einen elektromagnetischen Auslöser, aufweisend einen beweglich gelagerten Stößel, einen Summenstromwandler, elektrische Leitungen und Anschlussklemmen für elektrische Leitungen aufweist. Durch die Verwendung der speziellen Schaltmechanik sind Fehlerstromschutzeinrichtungen realisierbar, die samt elektromagnetischen Auslöser, Summenstromwandler, elektrischen Leitungen und Anschlussklemmen in eine ein- zige Teilungseinheit passen. Die Teileanzahl der Fehlerstromschutzeinrichtung wurde durch die Verwendung der speziellen Schaltmechanik auf ein Minimum reduziert. Dadurch ergibt sich ein erheblicher Kostenvorteil bei der Herstellung der Fehlerstromschutzeinrichtung. Die Produktpalette wird durch anbau- bare Fehlerstromschutzeinrichtungen, d.h. FI- oder DI-Blöcke, mit einer Breite von nur einer Teilungseinheit erweitert, was zusätzlich zu einem erheblichen Kunden- und damit Marktvorteil führt.
Gemäß des letzten Aspektes der Erfindung wird die Aufgabe durch ein System, aufweisend eine Fehlerstromschutzeinrichtung und einen neben der Fehlerstromschutzeinrichtung angeordneten Leitungsschutzschalter, gelöst, bei dem die Fehler- Stromschutzeinrichtung wie zuvor beschrieben ausgebildet ist und wobei zwischen der Fehlerstromschutzeinrichtung und dem Leitungsschutzschalter eine Kupplung vorgesehen ist, über die der Schalthebel der Schaltmechanik der Fehlerstromschutzein- richtung und ein Schalthebel des Leitungsschutzschalters koppelbar sind. Bevorzugt sind die Fehlerstromschutzeinrichtung und der Leitungsschutzschalter als Reiheneinbaugerät ausgebildet. Diese können beispielsweise auf einer Hutschiene nebeneinander angeordnet werden. Über die Kupplung kann die Fehlerstromschutzeinrichtung die Schaltmechanik des Leitungsschutzschalters aktivieren und dadurch den Stromkreis bei Feststellung eines Fehlerstromes unterbrechen. Die Kupplung kann den Schalthebel der Schaltmechanik der Fehlerstromschutzeinrichtung und den Schalthebel der Schaltmechanik des Leitungsschutzschalters zum Schalten derselben miteinander verbinden. Ein derartiges System ermöglicht das Schalten des Schalthebels der Schaltmechanik des Leitungsschutzschalters und damit das Auslösen des Leitungsschutzschalters mit einem geringen Drehmoment.
Im Falle eines Fehlerstromes wird die Schaltmechanik der Fehlerstromschutzeinrichtung entklinkt. Das bedeutet, dass die Halbwelle von einem elektromagnetischen Auslöser um ihre Drehachse gedreht wird und dabei die Verklinkungskante der Klinke, die sich beim Einschaltvorgang an der Verklinkungskante der Halbwelle eingehakt hat, wieder freigibt. Die freie Klinke kann nun das auf sie beim Einschalten aufgebrachte Drehmoment nicht mehr abstützen und verhindert nun nicht mehr, dass sich die Schaltwelle mit Hilfe des ersten Feder- elementes, bevorzugt eine Drehfeder, wieder in ihre Aus-Stellung zurückdreht. Bei Einschalten der Fehlerstromschutzeinrichtung wird das erste Federelement gespannt, indem der Schalthebel gedreht bzw. die Klinke verschwenkt wird. In der Ein-Stellung des Griffs der Schaltmechanik wirkt über das erste Federelement eine Kraft auf den Schalthebel bzw. auf die Klinke und damit über den Bügel auf den Griff der Schaltmechanik, welcher beim Einschalten über einen Totpunkt gedreht, nun stabil in der Ein-Stellung gehalten wird. Diese Kraft wird dadurch aufrechterhalten, in dem die Klinke an der Verklinkungskante der Halbwelle gehalten wird. Die durch die Spannung des ersten Federelementes aufgebrachte Energie wird somit gespeichert. Erst bei Freigabe der Klinke bewirkt die gespeicherte Energie, d.h., die Federkraft des ersten Federelementes, dass die Klinke bzw. der Schalthebel gedreht werden, um so über die Kupplung den Stromkreis in dem Leitungsschutzschalter zu unterbrechen. D.h., über die an dem Schalthebel der Schaltmechanik der Fehlerstromschutzeinrich- tung befestigbare Kupplung kann eine entsprechende Schaltmechanik des eingeschalteten Leitungsschutzschalters ausgelöst werden. Der Griff der Schaltmechanik der Fehlerstromschutzeinrichtung, der im Ein-Zustand normalerweise durch die Zugkraft im Bügel in seiner Position gehalten wird, kann sich nun, angetrieben durch eine schwache Grifffeder, wieder in seine Aus-Position bewegen.
Die Erfindung wird nun anhand von nicht ausschließlichen Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 Schaltmechanik einer Differenzstromschutzeinrichtung in „Ein-Stellung";
Figur 2 Schaltmechanik einer Differenzstromschutzeinrichtung in „Aus-Stellung";
Figur 3 Schaltmechanik einer Fehlerstromschutzeinrichtung in „Ein-Stellung" mit Anlegehebel;
Figur 4 Schaltmechanik einer Differenzstromschutzeinrichtung in „Ein-Stellung" mit klassischem elektromagnetischen Auslöser;
Figur 5 Schaltmechanik einer Fehlerstromschutzeinrichtung in „Ein-Stellung" mit kompaktem elektromagnetischen Auslöser; Figur 6 eine perspektivische Darstellung einer Schaltmechanik einer Differenzstromschutzeinrichtung in „Einstellung";
Figur 7 eine perspektivische Darstellung einer Schaltmechanik einer Fehlerstromschutzeinrichtung in „Einstellung" mit kompaktem elektromagnetischen Auslöser und Anlegehebel;
Figur 8 eine perspektivische Darstellung einer Prüftaste, eines Prüffederelementes, eines ersten Federelementes sowie eines PrüfWiderstandes .
In der Fig. 1 ist eine Schaltmechanik 1 einer Differenzstrom- Schutzeinrichtung 30, d.h. für einen DI-Block, in Ein-Stel- lung dargestellt. Die Schaltmechanik 1 ist auf einer Trägerplatine 2 angeordnet. Die Klinke 7 ist über den drehbar an der Klinke angelenkten Bügel 4 mit dem Griff 3 der Schaltmechanik 1 verbunden. Das erste Ende 5 des Bügels 4 ist dreh- bar mit dem Griff 3 gekoppelt, während das zweite Ende 6 des Bügels 4 drehbar mit der angelegten Klinke gekoppelt ist. Die Klinke 7 weist an ihrer oberen Stirnseite eine Nut 8 auf, in der ein Zapfen 10 des Schalthebels 9 der Schaltmechanik 1 führbar gehalten ist. Der Zapfen 10 des Schalthebels 9 ist beabstandet von der Drehachse des Schalthebels 9 an dem
Schalthebel 9 angeordnet. Durch eine Verschwenkung der Klinke 7 wird der Zapfen 10 in der Nut 8 der Klinke 7 geführt, so dass der Schalthebel 9 gedreht wird. Das untere Ende 13 der Klinke 7 greift in der Ein-Stellung der Schaltmechanik 1 an der Verklinkungskante 12 der drehbar gelagerten Halbwelle 11 ein. D.h., bei dem Wechsel der Schaltmechanik 1 von einer Aus-Stellung in die Ein-Stellung bleibt das untere Ende 13 der Klinke 7 an der Verklinkungskante 12 der Halbwelle 11 hängen. D.h., wird der Griff 3 beim Einschalten der Schalt- mechanik 1 gedreht, zieht er über den Bügel 4 die Klinke 7 mit sich. Da die Klinke 7 an Ihrem unteren Ende 13 an der Verklinkungskante 12 der Halbwelle 11 hängen bleibt, führt sie in ihrer Nut 8 am oberen Ende den Zapfen 10 des Schalt- hebeis 9 ebenfalls mit. Der Schalthebel 9 und damit die an dem Schalthebel 9 befestigbare Kupplung zum Leitungsschutzschalter werden gedreht, sodass ein Einschalten des Leitungsschutzschalters nicht mehr behindert wird. Der Griff 3 wird dabei über einen Totpunkt hinweg in seine Ein-Stellung geschoben, wo er auch verbleibt, da die Zugkraft im Bügel 4 nach dem Überschreiten des Totpunktes nun vorteilhafterweise ein umgekehrtes Drehmoment auf den Griff 3 ausübt.
Im Falle eines Fehlerstromes wird die Schaltmechanik 1 entklinkt. Das bedeutet, dass die Halbwelle 11 von einem nicht dargestellten elektromagnetischen Auslöser um ihre Drehachse gedreht wird und dabei die Verklinkungskante 12 der Klinke 7, die sich beim Einschaltvorgang an der Verklinkungskante 12 der Halbwelle 11 eingehakt hat, wieder freigibt. Die freie Klinke 7 kann nun das auf sie beim Einschalten aufgebrachte Drehmoment nicht mehr abstützen und verhindert nun nicht mehr, dass sich der Schalthebel 9 mit Hilfe des ersten Federelementes 14, bevorzugt eine Drehfeder, wieder in ihre Aus- Stellung zurückdreht. Über die befestigbare Kupplung kann nun eine entsprechende Schaltmechanik des eingeschalteten Leitungsschutzschalters ausgelöst werden. Der Griff 3, der im Ein-Zustand normalerweise durch die Zugkraft im Bügel 4 in seiner Position gehalten wird, kann sich nun, angetrieben durch eine schwache Grifffeder, wieder in seine Aus-Position bewegen. Die Aus-Stellung der Schaltmechanik 1 der Differenzstromschutzeinrichtung 30 ist in Fig. 2 dargestellt.
Die Schaltmechanik 1 weist ein mit dem Schalthebel 9 verbun- denes erstes Federelement 14 auf, welches bei einer Bewegung des Schalthebels 9 federelastisch spannbar ist. Beim Einschalten der Schaltmechanik 1, d.h. bei einer Bewegung des Griffs 3 von einer Aus-Stellung in eine Ein-Stellung, wird das erste Federelement 14 gespannt bzw. federelastisch beauf- schlagt. Durch die Bewegung des Griffs 3 von einer Aus-Stellung in eine Ein-Stellung werden der Bügel 4 und damit die Klinke 7 bewegt. Durch die Bewegung der Klinke wird ferner der Schalthebel 9 der Schaltmechanik 1 gedreht. Eine derartige Schaltmechanik 1 kann durch das Spannen des ersten Federelementes 14 einfach Energie speichern, um diese zur Bewegung des Schalthebels eines über eine Kupplung ange- koppelten Leitungsschutzschalters zu nutzen. Ferner ist eine derartige Schaltmechanik 1 einfach und kompakt aufgebaut. D.h., die Schaltmechanik 1 kann einfach durch Bewegung des Griffs 3 der Schaltmechanik 1 Federenergie speichern und diese bei Feststellung eines Fehlerstromes und damit verbun- dener Auslösung durch ein elektrisches bzw. elektromagnetisches Auslöseelement dazu nutzen über die an dem Schalthebel 9 befestigbare Kupplung die Schaltmechanik eines angebauten Leitungsschutzschalters zu aktivieren und dadurch den Stromkreis zu unterbrechen. Der Drehwinkel und das Drehmoment des Schalthebels 9 der Schaltmechanik 1 sind auf den
Leitungsschutzschalter abgestimmt. Eine derartige Schaltmechanik 1 kann ausreichend kompakt aufgebaut werden, insbesondere maximal nur eine Teilungseinheit breit sein.
Die Trägerplatine 2 stellt ein Seitenelement des Gehäuses der Differenzstromschutzeinrichtung 30, in der die Schaltmechanik 1 angeordnet ist, dar.
In der Fig. 3 ist eine Schaltmechanik 1 einer Fehlerstrom- Schutzeinrichtung 30 in Ein-Stellung dargestellt, wobei die Schaltmechanik zusätzlich einen Anlegehebel 17 aufweist. Die Schaltmechanik 1 ist für eine Fehlerstromschutzeinrichtung, d.h. einen FI-Block, ausgelegt. Der Anlegehebel 17 ist konzentrisch zu der Halbwelle 11 gelagert, wobei der Anlege- hebel 17 und die Halbwelle 11 miteinander gekoppelt sind.
Durch den Anlegehebel 17 kann die Halbwelle 11 von verschiedenen elektromagnetischen Auslösern betätigt werden. Ein klassischer elektromagnetischer Auslöser 16a ist in Fig. 4 dargestellt. Dieser klassische elektromagnetische Auslöser 16a drückt von unten gegen die Halbwelle 11, um diese aus der Sicht auf die Fig. 4 im Uhrzeigersinn zu drehen. Dadurch gibt die Verklinkungskante 12 das untere Ende 13 der Klinke frei, so dass diese das auf sie wirkende Drehmoment nicht mehr abstützen kann. Gleiches erfolgt bei dem Einsatz einen kompakten elektromagnetischen Auslösers 16b, wie in der Fig. 5 dargestellt. Der Stößel des kompakten elektromagnetischen Auslösers 16b drückt jedoch von oben auf die Halbwelle, um diese ebenfalls aus der Sicht auf die Fig. 5 im Uhrzeigersinn zu drehen. Der kompakte elektromagnetische Auslöser 16b ist direkt unterhalb des Griffs 3 der Schaltmechanik 1 angeordnet. Bei dem Einsatz des kompakten elektromagnetischen Auslösers 16b wird der Anlegehebel 17 verwendet. Dieser ist ein multifunktionaler Anlegehebel 17. D.h., der multifunktionale Anlegehebel 17 hat einerseits die Aufgabe, dass bei Auslösen des elektromagnetischen Auslösers 16b, wobei der verdeckte Stößel des elektromagnetischen Auslösers 16b nach unten auf Anleghebel 17 drückt, die Halbwelle 11 gedreht und dadurch die Schaltmechanik 1 ausgelöst wird. Andererseits wird der obere Arm 17a des elektromagnetischen Auslösers 16b nach dem Auslösen vom Schalthebel 9 nach links gedrückt, d.h. von dem Griff 3 der Schaltmechanik 1 weg, und dadurch der nicht selbstständig in seine Ruhelage zurückkehrende Stößel des kompakten elektromagnetischen Auslösers 16b vom unteren Arm 17b des Anlegehebels 17 in seine Ruhelage gedrückt ohne aber die Drehung (im Uhrzeigersinn) der Halbwelle 11, die zur Rückverklinkung gedreht werden muss, zu behindern.
Die Kompatibilität zu verschieden angeordneten Auslösesystemen 16a, 16b wird dadurch hergestellt, dass sich die Halbwelle 11 sowohl von links unten durch den Stößel des klassischen Auslösers 16a als auch von rechts oben über den Anlegehebel 17 vom Stößel eines kompakten Auslösers 16b antreiben lässt.
Die Fig. 6 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Schaltmechanik einer Differenzstromschutzeinrichtung in Einstellung der Schaltmechanik 1. Die Halbwelle 11 kann von einem nicht dargestellten klassischen elektromagnetischen
Auslöser 16a gedreht werden, um das untere Ende 13 der Klinke 7 freizugeben. Die Fig. 7 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Schaltmechanik 1 einer Fehlerstromschutzeinrich- tung 30 in Em-Stellung der Schaltmechanik 1, wobei die Schaltmechanik 1 einen kompakten elektromagnetischen Ausloser 16b und eine Anlegehebel 17 aufweist. Die Halbwelle 11 wird durch einen Stößel des kompakten elektromagnetischen Auslo- sers 16b, der direkt unterhalb des Griffs 3 und des Bugeis 4 sitzt, gedreht. Oberhalb des kompakten elektromagnetischen Auslosers 16b weist der Bügel 4 bei einer Em-Stellung der Schaltmechanik 1 einen waagerechten Verlauf auf, so dass der kompakte elektromagnetische Ausloser 16b einfach von der Schaltmechanik 1 bzw. aus der Fehlerstromschutzeinrichtung 30 entfernt werden kann, ohne dass die anderen Bauteile der Schaltmechanik 1 ausgebaut werden müssen.
In der Fig. 8 ist eine perspektivische Darstellung einer Pruftaste 18, eines Prüffederelementes 19, eines ersten
Federelementes 14 sowie eines Prufwiderstandes 23 der Schaltmechanik 1 dargestellt. Das Prüffederelement 19 ist hier als Prufblattfeder ausgebildet. Das Prüffederelement 19 der Pruftaste 18 ist an einer Seite durch zwei zylinderförmige EIe- mente 20, hier in Form von zwei Zapfen, gefuhrt, die das
Prüffederelement 19 auf eine Anschlussklemme der Schaltmechanik 1 drucken. Die Pruftaste 18 wird vorteilhafterweise aus Platzgrunden innerhalb der Schaltmechanik 1 angeordnet. Dabei ist die Pruftaste 18 vorteilhafterweise zwischen dem Griff 3 und dem Schalthebel 9 der Schaltmechanik 1 an der Tragerplatine 2 angeordnet.
Die Pruftaste 18 druckt auf das Prüffederelement 19, welches zugleich Ruckstellelement und Kontaktelement ist. Die Spitze des Prüffederelementes 19 berührt beim Drucken der Pruftaste 19 einen beweglichen Schenkel 14a des ersten Federelementes 14, die hier als Drehfeder ausgebildet ist, des Schalthebels 9, vorausgesetzt dieser befindet sich in seiner Ein-Position, und schließt somit den PrüfStromkreis . Die Prufblattfeder 19 erreicht den beweglichen Schenkel 14a des ersten Federelementes 14 des Schalthebels 9 nicht, wenn sich der Schalthebel 9 in der Aus-Stellung befindet. Ein Schließen des PrüfStromkreises bei ausgeschalteter Schaltmechanik 1 ist nicht mog- lieh. Unmittelbar nach Schließen des Stromkreises wird er sofort wieder aufgerissen, da der Prüfstrom dazu führt, dass die Schaltmechanik 1 ausgelöst und der Schalthebel 9 und damit der bewegliche Schenkel 14a in die Aus-Stellung getrie- ben werden.
Das erste Federelement 14 des Schalthebels 9 der Schaltmechanik 1 weist ein Schnappblech 21 zur Aufnahme eines Kontaktelementes 22, hier in Form eines so genannten Beinchens, wel- ches an dem an der Schaltmechanik 1 angeordneten Prüfwiderstand 23 abgeordnet ist, auf. D.h., der PrüfStromkreis wird weiterhin geschlossen, indem sich das erste Federelement 14 des Schalthebels 9 auf dem kleinen Schnappblech 21 abstützt, welches dazu dient den Prüfwiderstand 23 nachträglich nach der vollständigen Montage der Schaltmechanik 1 inklusive
Trägerplatine 2 und geschlossener Deckelplatine durch Einschnappen des Beinchens 22 des Prüfwiderstandes 23 aufzunehmen. Dies bietet den Vorteil, dass die Variantenvielfalt der Schaltmechaniken nicht noch durch unzählige verschiedene Prüfwiderstände 23 nach oben getrieben wird. Insbesondere ist das Einschnappen als Montageprozess einfach und billig und es ist dabei kein zusätzliches Werkzeug notwendig wie etwa beim Crimpen, Quetschen oder Löten.
Bezugs zeichenliste
I Schaltmechanik 2 Trägerplatine
3 Griff
4 Bügel
5 erstes Ende des Bügels
6 zweites Ende des Bügels 7 Klinke
8 Nut in der Klinke
9 Schalthebel
10 Zapfen
II Halbwelle 12 Verklinkungskante
13 Ende der Klinke
14 erstes Federelement
14a beweglicher Schenkel des ersten Federelementes
15 zweites Federelement 16a klassischer elektromagnetischer Auslöser
16b kompakter elektromagnetischer Auslöser
17 Anlegehebel
17a oberer Arm des Anlegehebels
17b unterer Arm des Anlegehebels 18 Prüftaste
19 Prüffederelement
20 zylinderförmige Elemente
21 Schnappblech
22 Kontaktelementes 23 Prüfwiderstand
30 Fehlerstromschutzeinrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Schaltmechanik (1) einer Fehlerstromschutzeinrichtung (30) zum Schalten eines Leitungsschutzschalters, welche an einer Trägerplatine (2) angeordnet ist, aufweisend einen drehbar gelagerten Griff (3) , einen mit dem Griff (3) gekoppelten Bügel (4), wobei ein erstes Ende (5) des Bügels (4) außerhalb der Drehachse des Griffs (3) an dem Griff (3) angeordnet ist, und eine an dem zweiten Ende (6) des Bügels (4) angelenkte Klinke (7), die eine Nut (8) zur Führung eines Zapfens (10) eines drehbar gelagerten Schalthebels (9) der Schaltmechanik
(I) aufweist, aufweisend eine drehbar gelagerte Halbwelle
(II) mit einer Verklinkungskante (12), wobei die Verklinkungskante (12) zum Greifen eines Endes (13) der Klinke (7) ausgebildet ist, aufweisend ein mit der Klinke (7) und/oder dem Schalthebel (9) verbundenes erstes Federelement (14), welches bei einer Bewegung der Klinke (7) und/oder des Schalthebels (9) federelastisch spannbar ist.
2. Schaltmechanik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmechanik (1) eine an dem Schalthebel (9) befestigbare Kupplung zum Schalten der Schaltmechanik (1) des Leitungsschutzschalters aufweist .
3. Schaltmechanik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatine (2) zumindest teilweise ein Gehäuseelement der Fehlerstromschutzeinrichtung (30) bildet.
4. Schaltmechanik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmechanik (1) ein zweites Federelement (15) aufweist, welches mit der drehbar gelagerten Halbwelle (11) verbunden ist.
5. Schaltmechanik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmechanik (1) wenigstens einen elektromagnetischen Auslöser (16a, 16b), aufweisend einen beweglich gelagerten Stößel, zum Betatigen der Halbwelle (11) aufweist .
6. Schaltmechanik nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmechanik (1) einen mit der
Halbwelle (11) gekoppelten Anlegehebel (17), der konzentrisch zur Halbwelle (11) der Schaltmechanik (1) gelagert ist, aufweist .
7. Schaltmechanik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (4) zumindest bereichsweise eine L-formige Form aufweist.
8. Schaltmechanik nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung einen Mitnehmer aufweist.
9. Schaltmechanik nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmechanik (1) eine Pruftaste
(18) mit einem Prüffederelement (19), insbesondere einer Prufblattfeder, aufweist.
10. Schaltmechanik nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüffederelement (19) an einer Seite durch mindestens ein Element (20), insbesondere einen zylinderförmigen Zapfen, gefuhrt ist, die das
Prüffederelement (19) auf eine Anschlussklemme der Schaltmechanik (1) druck1 .
11. Schaltmechanik nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Federelement (14) des
Schalthebels (9) ein Schnappblech (21) zur Aufnahme eines Kontaktelementes (22), welches an einem an der Schaltmechanik (1) angeordneten Prufwiderstandes (23) abgeordnet ist, aufweist .
12. Fehlerstromschutzeinrichtung zum Schalten eines Leitungsschutzschalters, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerstromschutzeinrichtung (30) eine Schaltmechanik (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweist.
13. Fehlerstromschutzeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerstromschutzeinrichtung (30) wenigstens einen elektromagnetischen Auslöser (16a, 16b), aufweisend einen beweglich gelagerten Stößel, einen Summenstromwandler, elektrische Leitungen und Anschlussklemmen für elektrische Leitungen aufweist.
14. System aufweisend eine Fehlerstromschutzeinrichtung und einen neben der Fehlerstromschutzeinrichtung angeordneten Leitungsschutzschalter, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerstromschutzeinrichtung (30) nach Anspruch 12 oder 13 ausgebildet ist, wobei zwischen der
Fehlerstromschutzeinrichtung (30) und dem
Leitungsschutzschalter eine Kupplung vorgesehen ist, über die der Schalthebel (9) der Schaltmechanik (1) der Fehlerstromschutzeinrichtung (30) und ein Schalthebel des Leitungsschutzschalter zumindest zeitweise koppelbar sind.
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