EP3057118B1 - Switching mechanism, fire protection switch and system - Google Patents
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- EP3057118B1 EP3057118B1 EP15202018.6A EP15202018A EP3057118B1 EP 3057118 B1 EP3057118 B1 EP 3057118B1 EP 15202018 A EP15202018 A EP 15202018A EP 3057118 B1 EP3057118 B1 EP 3057118B1
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltmechanik für einen Brandschutzschalter zum Schalten eines mit dem Brandschutzschalter koppelbaren Leitungsschutzschalters. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Brandschutzschalter zur Erfassung eines Störlichtbogens, welcher eine derartige Schaltmechanik aufweist, sowie ein System, bestehend aus einem derartigen Brandschutzschalter sowie einen mit dem Brandschutzschalter gekoppelten Leitungsschutzschalter.The invention relates to a switching mechanism for a fire protection switch for switching a coupled with the fire circuit breaker circuit breaker. Furthermore, the invention relates to a fire protection switch for detecting an arc fault, which has such a switching mechanism, and a system consisting of such a fire protection switch and a coupled with the fire circuit breaker.
In der Elektroinstallationstechnik wird unter dem Begriff "Brandschutzschalter" eine Schutzeinrichtung zum Schutz vor einem durch einen Störlichtbögen hervorgerufenen Fehlerstrom verstanden. Derartige Störlichtbogen-Schutzeinrichtungen werden in Niederspannungsnetzen eingesetzt, um die elektrische Installationstechnik vor Beschädigung durch einen Fehlerstrom aufgrund eines Störlichtbogens sowie dessen thermischen Folgen - beispielsweise Kabelbränden - zu schützen.In electrical installation technology, the term "fire protection switch" is understood to mean a protective device for protection against a fault current caused by an arcing fault. Such arc fault protection devices are used in low-voltage networks to protect the electrical installation technology from damage due to a fault current due to a fault arc and its thermal consequences - such as cable fires.
Ein Störlichtbogen kann beispielsweise an einer defekten Stelle einer elektrischen Leitung, z.B. einer lockeren Kabelklemme, oder aufgrund eines Kabelbruchs auftreten. Tritt der Störlichtbogen elektrisch in Reihe zu einem elektrischen Verbraucher auf, so wird der normale Betriebsstrom im Regelfall nicht überschritten, da er durch den Verbraucher begrenzt wird. Aus diesem Grund wird der Störlichtbogen von einer herkömmlichen Überstromschutzeinrichtung, beispielsweise einer Schmelzsicherung oder eines Leitungsschutzschalters, nicht erfasst. Dies ist insbesondere bei hohen Betriebsströmen sowie bei über längere Zeit bestehenden Störlichtbögen problematisch, da in diesen Fällen aufgrund der mit dem Lichtbogen einhergehenden hohen Temperaturen die Gefahr eines Brandes besteht.An arc fault can occur, for example, at a defective point of an electrical line, such as a loose cable clamp, or due to a cable break. If the arc occurs electrically in series with an electrical load, the normal operating current is usually not exceeded because it is limited by the consumer. For this reason, the arc is not detected by a conventional overcurrent protection device, such as a fuse or a circuit breaker. This is particularly problematic at high operating currents as well as existing for a long time arc fault, since in these cases, there is a risk of fire due to the associated with the arc high temperatures.
Zur Ermittlung, ob ein Störlichtbogen vorliegt, werden durch den Brandschutzschalter der Spannungsverlauf sowie der Stromverlauf über die Zeit gemessen und mittels digitaler Signalverarbeitung ausgewertet. Insbesondere der Stromverlauf weist bei einem Störlichtbogen charakteristische, hochfrequente Anteile auf. Bei der Auswertung ist jedoch zu beachten, dass reguläre Schwankungen im Stromverlauf sowie im normalen Betrieb auftretende Oberschwingungen oder transiente Stromverläufe, wie sie bei einem Einschaltvorgang eines Verbrauchers auftreten, nicht zu einer fehlerhaften Auslösung des Brandschutzschalters führen. Aus diesem Grund weisen Brandschutzschalter relativ komplexe Algorithmen zur Überwachung der Elektroinstallation sowie zum Detektieren möglicher Störlichtbögen auf.To determine whether an arc is present, the fire circuit breaker the voltage profile and the current waveform over time are measured and evaluated by means of digital signal processing. In particular, the current profile has in a fault arc characteristic, high-frequency components. When evaluating, however, it should be noted that regular fluctuations in the course of the current as well as harmonics or transient current curves that occur during normal operation, such as occur when a load is switched on, do not lead to faulty tripping of the fire protection switch. For this reason, fire circuit breakers have relatively complex algorithms for monitoring the electrical installation as well as for detecting possible arcing faults.
In der (englischsprachigen) Fachliteratur werden derartige Einrichtungen zur Erfassung von Störlichtbögen als "Arc Fault Detection Device" (abgekürzt AFDD) bezeichnet. Im nordamerikanischen Raum, wo der sogenannte UL-Standard (Underwriters laboratories, Norm mit 110 V Netzspannung) vorherrscht, ist die Bezeichnung "Arc Fault Circuit Interrupter" (abgekürzt AFCI) geläufig. In den Vereinigten Staaten sind Lichtbogenschutzschalter sogar zwingend vorgeschrieben, um anhand vorbestimmter Kriterien zu erfassen, ob möglicherweise ein Lichtbogen in einem Stromkreis vorliegt. Die dort verwendeten Lichtbogenschutzschalter weisen hierzu einen eigenen Trennkontakt auf, der im Falle des Vorliegens eines Lichtbogens geöffnet wird. Die in diesen Lichtbogenschutzschaltern verwendeten Prinzipien sind beispielsweise in den US-Patentschriften
Um dennoch einen wirksamen Schutz vor Störlichtbögen zu realisieren, werden auch hierzulande vermehrt Schutzschalter gegen Störlichtbögen, sog. Brandschutzschalter, eingesetzt. Im Gegensatz zu den auf dem US-Markt erhältlichen Modellen verfügen diese Brandschutzschalter jedoch in der Regel über keine eigenen Trennkontakte, sondern werden zumeist als eigenständige Baugruppe, dem sogenannten AFD-Block, mit einer weiteren Schutzeinrichtung, beispielsweise einem Leitungsschutzschalter (sog. LS-Schalter) oder einem kombinierten Leitungsschutz-/Fehlerstromschutzschalter (sog. FI/LS-Schalter), kombiniert. Diese Kombination der beiden Geräte bildet dann das Schutzschaltgerät AFDD. In der Niederspannungs-Elektroinstallationstechnik werden derartige Schutzschaltgeräte - d.h. Leitungsschutzschalter, Fehlerstromschutzschalter oder Kombigeräte wie FI/LS oder AFDD - auch als "Reiheneinbaugeräte" bezeichnet. Dieser Begriff rührt daher, dass in einem Elektroinstallationsverteiler oftmals eine Vielzahl derartiger Reiheneinbaugeräte nebeneinander "in einer Reihe" angeordnet ist.Nevertheless, in order to realize effective protection against arcing faults, additional circuit breakers against arcing faults, so-called fire protection switches, are also being used here in Germany. In contrast to the models available on the US market, however, these fire protection switches generally do not have their own isolating contacts, but are usually used as an independent module, the so-called AFD block, with a further protective device, for example a circuit breaker (so-called LS switch ) or a combined circuit breaker / residual current circuit breaker (so-called RCCB). This combination of the two devices then forms the AFDD circuit breaker. In low-voltage electrical installation technology, such protective switching devices - i. Miniature circuit breakers, residual current circuit breakers or combination devices such as FI / LS or AFDD - also known as "DIN rail mounted devices". This term is due to the fact that in an electrical distribution manifold often a plurality of such modular devices are arranged side by side "in a row".
Bei der Kombination eines Brandschutzschalters mit dem weiteren Schutzschaltgerät ist zum Einen eine elektrische Verbindung der beiden Geräte erforderlich, um eine gemeinsame Einspeisung zu realisieren. Hierzu weist der Brandschutzschalter in der Regel bereits elektrische Verbindungsmittel auf, welche aus dem Gehäuse des Brandschutzschalters herausgeführt sind, um mit den Anschlussklemmen des weiteren Schutzschaltgerätes elektrisch leitend verbunden zu werden. Zum Anderen weist der Brandschutzschalter auch eine mechanische Kopplung mit dem weiteren Schutzschaltgerät auf, um ein auf Basis eines detektierten Fehlerstroms generiertes Auslösesignal von dem Brandschutzschalter an das weitere Schutzschaltgerät zu übertragen. Beim Auslösen des Brandschutzschalters wird das Auslösesignal folglich an das weitere Schutzschaltgerät - beispielsweise einem Leitungsschutzschalter oder einem kombinierten Leitungsschutz-/Fehlerstromschutzschalter - übertragen, welches dann durch Öffnen seiner Schaltkontakte eine Unterbrechung des zu überwachenden Stromkreises bewirkt.When combining a fire protection switch with the other protection switching device, on the one hand, an electrical connection of the two devices is required to realize a common feed. For this purpose, the fire circuit breaker usually already electrical connection means which are led out of the housing of the fire circuit breaker to be electrically connected to the terminals of the further protection switching device. On the other hand, the fire protection switch also has a mechanical coupling with the further protective switching device to transmit a generated based on a detected fault current trip signal from the fire circuit breaker to the other protection device. When the fire circuit breaker is tripped, the tripping signal is consequently sent to the further protective switching device - For example, a circuit breaker or a combined line protection / residual current circuit breaker - transmitted, which then causes by opening its switch contacts an interruption of the monitored circuit.
Die Übertragung dieses Auslösesignals ist dabei in der Regel mechanisch realisiert: über eine mechanische Koppeleinrichtung des Brandschutzschalters wird eine Dreh- oder Linearbewegung auf ein mechanisches Element des weiteren Schutzschaltgerätes übertragen, wodurch dann die Auslösung einer Schaltmechanik des weiteren Schutzschaltgerätes bewirkt wird. Infolge der Auslösung der Schaltmechanik werden die Trennkontakte des weiteren Schutzschaltgerätes geöffnet, wodurch die zu überwachende elektrische Leitung unterbrochen ist.The transmission of this trigger signal is usually mechanically realized: via a mechanical coupling device of the fire circuit breaker a rotary or linear motion is transmitted to a mechanical element of the further protective switching device, which then causes the triggering of a switching mechanism of the further protection switching device. As a result of the triggering of the switching mechanism, the isolating contacts of the further protective switching device are opened, whereby the electrical line to be monitored is interrupted.
Hierbei ist jedoch zu beachten, dass für eine sichere Auslösung des weiteren Schutzschaltgerätes zum Einen ein vordefinierter Mindestwert für die Dreh- oder Linearbewegung der Koppeleinrichtung gefordert ist, um ein Auslösen der Schaltmechanik des weiteren Schutzschaltgerätes sicher zu gewährleisten. Zum Anderen darf ein vordefinierter Maximalwert der Dreh- oder Linearbewegung nicht überschritten werden, um eine Beschädigung der Koppeleinrichtung oder der Schaltmechanik des weiteren Schutzschaltgerätes zu vermeiden.It should be noted, however, that for a safe triggering of the further protection switching device on the one hand, a predefined minimum value for the rotary or linear movement of the coupling device is required to ensure safe triggering of the switching mechanism of the other protection device. On the other hand, a predefined maximum value of the rotational or linear movement must not be exceeded in order to avoid damage to the coupling device or the switching mechanism of the further protective switching device.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Auslösegenauigkeit der Schaltmechanik des Brandschutzschalters zu verbessern und damit die Auslösesicherheit zu erhöhen.It is therefore an object of the present invention to improve the tripping accuracy of the switching mechanism of the fire circuit breaker and thus increase the tripping safety.
Diese Aufgabe wird durch die Schaltmechanik für einen Brandschutzschalter, durch den Brandschutzschalter zur Erfassung eines Störlichtbogens, welcher eine derartige Schaltmechanik aufweist, sowie durch das System, bestehend aus einem Brandschutzschalter und einen mit dem Brandschutzschalter gekoppelten Leitungsschutzschalter, gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by the switch mechanism for a fire circuit breaker, by the fire circuit breaker for detecting a fault arc, which has such a switching mechanism, as well as by the system consisting of a fire protection switch and a circuit breaker coupled to the fire circuit breaker, according to the independent claims solved. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Schaltmechanik für einen Brandschutzschalter zum Schalten eines mit dem Brandschutzschalter koppelbaren weiteren Schutzschaltgerätes weist eine Auslöseeinrichtung auf, welche ihrerseits eine Auslösespule sowie einen relativ dazu beweglich gelagerten Auslösestößel aufweist. Weiterhin weist die Schaltmechanik eine Koppeleinrichtung zum Koppeln des Brandschutzschalters an das weitere Schutzschaltgerät auf. Die Koppeleinrichtung weist ihrerseits ein Aktuatorelement sowie ein Steuerelement auf, wobei das Aktuatorelement eine erste Wirkverbindung mit dem Auslösestößel sowie eine zweite Wirkverbindung mit dem Steuerelement aufweist. Die Wirkverbindungen sind dabei derart ausgebildet, dass bei Auslösen des Brandschutzschalters mittels des Steuerelements eine Schaltmechanik des weiteren Schutzschaltgerätes betätigbar ist. Dabei sind das Aktuatorelement und das Steuerelement derart miteinander gekoppelt, dass einerseits dass bei einer durch den Auslösestößel veranlassten Betätigung des Aktuatorelements das Steuerelement mitbetätigt wird, andererseits das Steuerelement aber auch unabhängig vom Aktuatorelement bewegbar ist.The switching mechanism according to the invention for a fire protection switch for switching a further protective switching device which can be coupled to the fire protection switch has a triggering device, which in turn has a tripping coil and a tripping plunger movably mounted relative thereto. Furthermore, the switching mechanism has a coupling device for coupling the fire protection switch to the further protective switching device. The coupling device in turn has an actuator element and a control element, wherein the actuator element has a first operative connection with the release tappet and a second operative connection with the control element. The active compounds are designed such that when triggering the fire circuit breaker by means of the control a switching mechanism of the further protective switching device is actuated. In this case, the actuator element and the control element are coupled to one another in such a way that, on the one hand, the control is co-actuated in the case of an actuation of the actuator element caused by the actuation plunger, but, on the other hand, the control element can also be moved independently of the actuator element.
Die erfindungsgemäße Schaltmechanik ist für den Einsatz in einem Brandschutzschalter vorgesehen, der - da er über keine eigenen Trennkontakte verfügt - mit einem weiteren Schutzschaltgerät, beispielsweise einem Leitungsschutzschalter oder einem kombinierten Leitungsschutz-/Fehlerstromschutzschalter, koppelbar ist. Auf diese Weise können die Trennkontakte des weiteren Schutzschaltgerätes genutzt werden, um im Falle eines Störlichtbogens die zu überwachende elektrischen Leitung zu unterbrechen. Wird ein Störlichtbogen detektiert, so wird die Auslösespule bestromt, wodurch der beweglich gelagerte Auslösestößel von seiner auslösebereiten Stellung in eine ausgelöste Stellung verbracht wird. Diese Bewegung des Auslösestößels wird dann auf das Aktuatorelement und weiter auf das Steuerelement übertragen. Auslösestößel, Aktuatorelement und Steuerelement bilden somit eine mechanische Wirkkette. Im gekoppelten Zustand des Brandschutzschalters mit dem weiteren Schutzschaltgerät ist das Steuerelement mit einer Schaltmechanik des weiteren Schutzschaltgerätes mechanisch derart gekoppelt, dass durch die Bewegung des Steuerelements die Schaltmechanik des weiteren Schutzschaltgerätes betätigbar ist. Eine durch die Schaltmechanik des weiteren Schutzschaltgerätes verursachte Bewegung des Steuerelements - beispielsweise aufgrund einer Überlast-, Kurzschluss- oder Fehlerstromauslösung des weiteren Schutzschaltgerätes - ist hingegen ohne Rückwirkung auf das Aktuatorelement möglich, d.h. das Steuerelement ist - zumindest in einer ersten Richtung - unabhängig vom Aktuatorelement bewegbar.The switching mechanism according to the invention is intended for use in a fire safety switch, which - since he has no own isolating contacts - with another protective switching device, such as a circuit breaker or a combined line protection / residual current circuit breaker, can be coupled. In this way, the isolating contacts of the further protective switching device can be used to interrupt the electrical line to be monitored in the event of an arc fault. If an arc fault is detected, the tripping coil is energized, whereby the movably mounted trigger plunger is moved from its triggering position to a tripped position. This movement of the trigger plunger is then applied to the actuator element and on transfer the control. Trigger plunger, actuator element and control thus form a mechanical chain of action. In the coupled state of the fire circuit breaker with the further protective switching device, the control element is mechanically coupled to a switching mechanism of the further protective switching device such that the switching mechanism of the further protective switching device can be actuated by the movement of the control element. A caused by the switching mechanism of the further protection switching device movement of the control - for example, due to an overload, short circuit or residual current release of the further protection switching device - is, however, possible without repercussion on the actuator, ie the control is - at least in a first direction - independently of the actuator movable ,
Auf diese Weise ist eine - durch die Auslösung des Brandschutzschalters initiierte - Bewegung des Steuerelements in einem vordefinierten Bereich, d.h. zwischen einem vordefinieren Minimalbereich und einem vordefinieren Maximalbereich, einstellbar, ohne dass hierbei eine "von außen" initiierte Bewegung, beispielsweise durch die Schaltmechanik des gekoppelten weiteren Schutzschaltgerätes, berücksichtigt werden müsste. Somit wird zum Einen de Auslösegenauigkeit der Schaltmechanik - und damit des Brandschutzschalters - deutlich verbessert. Zum Anderen kann dadurch eine Beschädigung der Koppeleinrichtung oder der Schaltmechanik des weiteren Schutzschaltgerätes vermeiden werden.In this way, movement of the control in a predefined area, i.e., initiation of the fire protection switch, is accomplished. between a predefined minimum range and a predefined maximum range, adjustable, without having to take into account a "movement initiated from the outside", for example by the switching mechanism of the coupled further protective switching device. Thus, on the one hand de tripping accuracy of the switching mechanism - and thus the fire circuit breaker - significantly improved. On the other hand, damage to the coupling device or the switching mechanism of the further protective switching device can thereby be avoided.
In einer vorteilhaften Weiterbindung der Schaltmechanik sind das Aktuatorelement und das Steuerelement um ihre jeweilige Drehachse drehbar gelagert.In an advantageous further connection of the switching mechanism, the actuator element and the control element are rotatably mounted about their respective axis of rotation.
Sowohl das Aktuatorelement als auch das Steuerelement sind um eine, ihnen jeweils zugeordnete Drehachse drehbar gelagert. Somit wird die Linearbewegung des Auslösestößels in eine Drehbewegung des Aktuatorelements bzw. des Steuerelements gewandelt, welche dann auf einfache Art und Weise an das gekoppelte, weitere Schutzschaltgerät übertragbar ist.Both the actuator element and the control element are rotatably mounted about an axis of rotation assigned to them. Thus, the linear movement of the trigger plunger is converted into a rotational movement of the actuator or the control element, which can then be transferred to the coupled, further protective switching device in a simple manner.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbindung der Schaltmechanik sind die Drehachse des Aktuatorelements und die Drehachse des Steuerelements konzentrisch angeordnet.In a further advantageous connection of the switching mechanism, the axis of rotation of the actuator element and the axis of rotation of the control element are arranged concentrically.
Aufgrund der konzentrischen Lagerung des Aktuatorelements sowie des Steuerelements ist eine äußerst platzsparende Anordnung der Koppeleinrichtung realisierbar. Unter dem Begriff der "konzentrischen Lagerung" ist dabei zu verstehen, dass die Drehachse des Aktuatorelements mit der Drehachse des Steuerelements identisch ist, d.h. beide Elemente sind um die gleiche Achse drehbar.Due to the concentric mounting of the actuator and the control element a very space-saving arrangement of the coupling device can be realized. The term "concentric bearing" is understood to mean that the axis of rotation of the actuator element is identical to the axis of rotation of the control, i. both elements are rotatable about the same axis.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbindung der Schaltmechanik wirkt ein Wirkbereich des Auslösestößels mit einer Wirkkontur des Aktuatorelements unter Ausbildung eines Kontaktpunktes zusammen. Der Wirkbereich ist dabei als plane Fläche ausgebildet, wohingegen die Wirkkontur derart ballig ausgebildet ist, dass der Kontaktpunkt bei jeder Winkelstellung des Aktuatorelements denselben Abstand zur Drehachse aufweist.In a further advantageous connection of the switching mechanism, an effective range of the trigger plunger interacts with an active contour of the actuator element to form a contact point. The active region is formed as a flat surface, whereas the active contour is formed spherical so that the contact point at each angular position of the actuator has the same distance from the axis of rotation.
Der Wirkbereich des Auslösestößels, welcher mit der Wirkkontur des Aktuatorelements unter Ausbildung eines Kontaktpunktes zusammenwirkt, ist an der Stirnseite des Stößels als plane, ebene Fläche ausgebildet. Die Flächennormale des Wirkbereichs ist dabei im Wesentlichen parallel zu einer Bewegungsrichtung des Auslösestößels orientiert. Durch eine entsprechende gerundete, ballige Gestaltung der Wirkkontur wird erreicht, dass der Kontaktpunkt, d.h. der Berührungspunkt des Auslösestößels mit dem Aktuatorelement, stets, d.h. bei jeder Winkelstellung des Aktuatorelements, denselben Abstand zur Drehachse des Aktuatorelements aufweist. Hierdurch ist es möglich, eine gleichmäßige Linearbewegung des Auslösestößels in eine ebenso gleichmäßige Drehbewegung des Aktuatorelements umzuwandeln. Dies wäre bei einer balligen Ausführung des Wirkbereichs des Auslösestößels, welcher mit einer flach ausgebildeten Wirkkontur des Aktuatorelements zusammenwirkt, nicht möglich, da in diesem Fall der Abstand des Kontaktpunktes zu Drehachse nicht konstant bliebe, sondern mit zunehmendem Drehwinkel zur Drehachse hin wandern würde. Auf diese Weise ist ein vordefinierter Drehwinkelbereich des Aktuatorelements - und damit ein vordefinierter Drehwinkelbereich des Steuerelements - in allen Toleranzlagen sicher einstellbar.The effective range of the release plunger, which cooperates with the active contour of the actuator element to form a contact point, is formed on the end face of the plunger as a flat, flat surface. The surface normal of the effective region is oriented substantially parallel to a direction of movement of the trigger plunger. By a corresponding rounded, convex design of the active contour is achieved that the contact point, ie the point of contact of the trigger plunger with the actuator, always, ie at each angular position of the actuator, the same distance from the axis of rotation of the actuator. This makes it possible, a uniform linear movement of the trigger plunger in an equally uniform rotational movement of the actuator convert. This would not be possible with a convex design of the effective range of the trigger plunger, which cooperates with a flat shaped active contour of the actuator, since in this case the distance of the contact point to the axis of rotation would not be constant, but would migrate towards the axis of rotation with increasing rotational angle. In this way, a predefined rotation angle range of the actuator element-and thus a predefined rotation angle range of the control element-can be set reliably in all tolerance positions.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbindung der Schaltmechanik ist ein Drehwinkelbereich des Aktuatorelements in einer ersten Richtung durch einen mechanischen ersten Anschlag begrenzt.In a further advantageous connection of the switching mechanism, a rotation angle range of the actuator element is limited in a first direction by a mechanical first stop.
Durch den mechanischen Anschlag ist in der ersten Richtung ein Maximalwert der Drehwinkelbereichs des Aktuatorelements auf einfache Art und Weise realisiert. Damit wird auch ein auslösungsbedingter - d.h. durch ein Auslösung des Brandschutzschalters initiierter - Drehwinkel des Steuerelements auf vordefinierte Art und Weise begrenzt, wodurch ein Überdrehen, und damit eine mögliche Beschädigung, des Steuerelements im Falle einer Auslösung aufgrund eines detektierten Störlichtbogens wirksam vermieden wird.By the mechanical stop, a maximum value of the rotational angle range of the actuator element is realized in a simple manner in the first direction. This will also cause a triggering - i. Initiated by triggering the fire circuit breaker - rotation angle of the control limited in a predefined manner, whereby overspeeding, and thus a possible damage, the control element in the event of tripping due to a detected fault arc is effectively avoided.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbindung der Schaltmechanik ist der Drehwinkelbereich in einer zur ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung durch einen mechanischen zweiten Anschlag begrenzt.In a further advantageous connection of the switching mechanism of the rotation angle range is limited in a direction opposite to the first direction of the second direction by a mechanical second stop.
Auf diese Weise wird der Drehwinkelbereich des Aktuatorelements auch in der zur ersten Richtung entgegengesetzt orientierten, zweiten Richtung auf einfache Art und Weise begrenzt. Damit ist sichergestellt, dass sich das Aktuatorelement im auslösebereiten Zustand des Brandschutzschalters stets an derselben, vordefinierten Position befindet. Die Auslösegenauigkeit der Schaltmechanik wird dadurch weiter verbessert.In this way, the rotational angle range of the actuator element is also limited in the opposite direction to the first direction, the second direction in a simple manner. This ensures that the actuator element is always in the same predefined position when the fire protection switch is ready to be triggered. The tripping accuracy of the switching mechanism is thereby further improved.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbindung der Schaltmechanik ist eine Drehung des Steuerelements in der ersten Richtung über den ersten Anschlag hinaus möglich.In a further advantageous connection of the switching mechanism, a rotation of the control element in the first direction beyond the first stop is possible.
Wird aufgrund einer Auslösung des mit dem Brandschutzschalter gekoppelten weiteren Schutzschaltgerätes, bei der über die Schaltmechanik des weiteren Schutzschaltgerätes eine Drehbewegung an das gekoppelte Steuerelement des Brandschutzschalters übertragen wird, ein größerer Drehwinkel benötigt, so ist dieser an das - über den ersten Anschlag hinaus frei bewegliche - Steuerelement rückwirkungsfrei übertragbar. Dies bedeutet, dass das Steuerelement "von außen" über den ersten Anschlag hinaus bewegbar ist, ohne dass damit eine entsprechende Bewegung des Aktuatorelements über den ersten Anschlag hinaus verbunden ist. Das Steuerelement ist somit in der ersten Richtung über den ersten Anschlag hinaus frei bewegbar.If, due to a release of the coupled with the fire circuit breaker further protective switching device, in which via the switching mechanism of the further protection switching device, a rotary motion is transmitted to the coupled control of the fire circuit breaker, a larger angle of rotation is required, this is to the - beyond the first stop also freely movable - Control transferable without action. This means that the control element can be moved beyond the first stop "from the outside", without any corresponding movement of the actuator element being connected beyond the first stop. The control element is thus freely movable beyond the first stop in the first direction.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbindung weist die Schaltmechanik ein Federelement auf, welches das Steuerelement in seine Ausgangslage zurückdrängt.In a further advantageous further connection, the switching mechanism has a spring element, which pushes the control element back into its starting position.
Mit Hilfe des Federelements, welches in der zweiten Richtung wirkt, kann das Steuerelement nach einer Bewegung in der ersten Richtung, beispielsweise aufgrund einer Auslösung des Brandschutzschalters, wieder in seine Ausgangslage, d.h. in seinen auslösebereiten Zustand, zurückgesetzt werden.With the aid of the spring element, which acts in the second direction, the control element can, after a movement in the first direction, for example due to a triggering of the fire protection switch, be returned to its initial position, i. in its trigger-ready state, reset.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbindung der Schaltmechanik weist das Steuerelement einen Mitnehmer auf, welcher bei der Bewegung des Steuerelements in seine Ausgangslage das Aktuatorelement mitbewegt.In a further advantageous connection of the switching mechanism, the control has a driver, which moves along with the movement of the control element in its initial position, the actuator.
Mit Hilfe des am Steuerelement ausgebildeten Mitnehmers wird auch das Aktuatorelement wieder in seinen auslösebereiten Zustand zurückgesetzt. Durch diese Kopplung der Rückstellbewegungen des Steuerelements und des Aktuatorelements kann auf eine eigene Rückstellfeder für das Aktuatorelement verzichtet werden.With the help of the driver formed on the control element, the actuator element also returns to its ready-to-trigger state reset. By this coupling of the restoring movements of the control element and the actuator element can be dispensed with a separate return spring for the actuator.
Der erfindungsgemäße Brandschutzschalter zur Erfassung eines Störlichtbogens weist ein Gehäuse auf, welches seinerseits eine Frontseite, eine der Frontseite gegenüberliegende Befestigungsseite, sowie die Frontseite und die Befestigungsseite verbindende Verbindungsseiten aufweist. Weiterhin weist der Brandschutzschalter eine Schaltmechanik der vorstehend beschriebenen Art auf, welche in dem Gehäuse angeordnet ist und zum Schalten eines mit dem Brandschutzschalter koppelbaren weiteren Schutzschaltgerätes vorgesehen ist, wobei eine Koppeleinrichtung der Schaltmechanik des Brandschutzschalters in einer der Verbindungsseiten des Gehäuses drehbar gelagert ist.The fire protection switch according to the invention for detecting an arc fault has a housing, which in turn has a front side, a front side opposite mounting side, as well as the front side and the attachment side connecting connecting sides. Furthermore, the fire circuit breaker on a switching mechanism of the type described above, which is arranged in the housing and is provided for switching a coupled with the fire circuit breaker further protective switching device, wherein a coupling device of the switching mechanism of the fire protection switch is rotatably mounted in one of the connecting sides of the housing.
Die Lagerung der Koppeleinrichtung in derjenigen Verbindungsseite, welche benachbart zu dem zu koppelnden weiteren Schutzschaltgerät angeordneten ist, ermöglicht es, bei Auslösen des Brandschutzschalters über das Steuerelement der Koppeleinrichtung eine Schaltmechanik des mit dem Brandschutzschalter gekoppelten weiteren Schutzschaltgerätes zu betätigen, um über die dort angeordneten Trennkontakte eine Unterbrechung der zu überwachenden elektrischen Leitung zu veranlassen. Hinsichtlich der weiteren Vorteile des erfindungsgemäßen Brandschutzschalters wird auf die vorstehenden Ausführungen zu den Vorteilen der erfindungsgemäßen Schaltmechanik verwiesen.The storage of the coupling device in that connection side, which is arranged adjacent to the further protective switching device to be coupled, makes it possible to trigger a trigger mechanism of the coupled with the fire circuit breaker further protective switching device on triggering the fire circuit breaker via the control of the coupling device, via the isolating contacts arranged there To cause interruption of the electrical line to be monitored. With regard to the other advantages of the fire protection switch according to the invention, reference is made to the above statements on the advantages of the switching mechanism according to the invention.
In einer vorteilhaften Weiterbindung des Brandschutzschalters sind der mechanische erste Anschlag und/oder der mechanische zweite Anschlag der Schaltmechanik als Anformung an das Gehäuse ausgebildet.In an advantageous further connection of the fire protection switch, the mechanical first stop and / or the mechanical second stop of the switching mechanism are formed as Anformung on the housing.
Die Ausgestaltung des mechanischen ersten und/oder zweiten Anschlags als Gehäuseanformung stellt eine einfache und kostengünstige Möglichkeit zur konstruktiven Ausgestaltung der Anschläge dar.The design of the mechanical first and / or second stop as Gehäuseanformung provides a simple and inexpensive way to design the attacks.
Das erfindungsgemäße System weist einen Brandschutzschalter der vorstehend beschriebenen Art sowie einen mit dem Brandschutzschalter gekoppeltes weiteres Schutzschaltgerät auf. Die Kopplung des Brandschutzschalters mit dem weiteren Schutzschaltgerät ist dabei durch ein formschlüssiges Eingreifen des Steuerelements in ein beweglich gelagertes Aufnahmeelement des Leitungsschutzschalters realisiert, so dass bei Auslösen des Brandschutzschalters durch Betätigen der Aufnahme eine mit der Aufnahme gekoppelte Schaltmechanik des weiteren Schutzschaltgerätes betätigt wird.The system according to the invention has a fire protection switch of the type described above and a further protective switching device coupled to the fire protection switch. The coupling of the fire circuit breaker with the further protective switching device is realized by a positive engagement of the control element in a movably mounted receiving element of the circuit breaker, so that when triggered the fire protection switch by pressing the recording coupled to the recording switching mechanism of the further protective switching device is actuated.
Hinsichtlich der Vorteile des erfindungsgemäßen Systems wird auf die vorstehenden Ausführungen zu den Vorteilen der erfindungsgemäßen Schaltmechanik sowie des erfindungsgemäßen Brandschutzschalters verwiesen.With regard to the advantages of the system according to the invention, reference is made to the above statements on the advantages of the switching mechanism according to the invention and the fire protection switch according to the invention.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Schaltmechanik, des Brandschutzschalters sowie des Systems, bestehend aus einem Brandschutzschalter und einen mit dem Brandschutzschalter gekoppelten Leitungsschutzschalter, unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. In den Figuren sind:
- Figuren 1A und 1B
- schematische Darstellungen des Systems aus Brandschutzschalter und weiterem Schutzschaltgerät in verschiedenen Montagezuständen;
- Figuren 2A und 2B
- schematische Darstellungen der Schaltmechanik des Brandschutzschalters in verschiedenen Ansichten;
Figur 3- eine schematische Detaildarstellung des Zusammenwirkens des Auslösestößels mit dem Aktuatorelement;
- Figuren 4A und 4B
- schematische Darstellungen der Koppeleinrichtung der Schaltmechanik in verschiedenen Montagezuständen.
- Figures 1A and 1B
- schematic representations of the system consisting of fire protection switch and further protective switching device in various installation states;
- FIGS. 2A and 2B
- schematic representations of the switching mechanism of the fire circuit breaker in different views;
- FIG. 3
- a schematic detail of the interaction of the release plunger with the actuator element;
- FIGS. 4A and 4B
- schematic representations of the coupling device of the switching mechanism in different assembly states.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Die Beschreibung gilt für alle Zeichnungsfiguren, in denen das entsprechende Teil ebenfalls zu erkennen ist.In the various figures of the drawing, like parts are always provided with the same reference numerals. The description applies to all drawing figures in which the corresponding part can also be recognized.
In den
Der Brandschutzschalter 1 weist ferner ein Steuerelement 22 auf, welches in der dem weiteren Schutzschaltgerät 100 zugewandten Verbindungsseite 5 des Brandschutzschalters 1 drehbar gelagert ist. Das Steuerelement 22 korrespondiert dabei hinsichtlich seiner Lage mit einem Aufnahmeelement 107, welches in der dem Brandschutzschalter 1 zugewandten Verbindungsseite 105 des weiteren Schutzschaltgerätes 100 ebenfalls drehbar gelagert ist. In dem in
In den
Das Aktuatorelement 21 weist eine erste Wirkverbindung mit dem Auslösestößel 12, sowie eine zweite Wirkverbindung mit dem Steuerelement 22 auf. Diese Wirkverbindungen sind derart ausgebildet, dass bei einer Auslösung des Brandschutzschalters 1 - beispielsweise aufgrund eines detektierten Störlichtbogens - der Auslösestößel 12 nach links gegen das Aktuatorelement 21 gedrückt wird, wodurch das Aktuatorelement 21 im Uhrzeigersinn um seine Drehachse 24 gedreht wird. Diese Drehung des Aktuatorelements 21 wird durch einen mechanischen ersten Anschlag 6, welcher an die Verbindungsseite 5 des Gehäuses 2 angeformt ist, begrenzt. Über einen Mitnehmer 26, welcher außermittig an dem Steuerelement 22 angeformt ist, wird die Drehbewegung des Aktuatorelements 21 an das Steuerelement 22 übertragen, welches ebenfalls um die Drehachse 24 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Aktuatorelement 21 und Steuerelement 22 sind somit derart miteinander gekoppelt, dass bei einer durch den Auslösestößel 12 veranlassten Betätigung des Aktuatorelements 21 das Steuerelement 22 mit diesem mitbetätigt wird.The
Durch den ersten mechanischen Anschlag 6 wird jedoch nur der Drehwinkelbereich des Aktuatorelements 21, nicht aber der des Steuerelements 22 begrenzt. Dies hat zur Folge, dass das Steuerelement 22 über den Anschlag 6 hinaus unabhängig vom Aktuatorelement 21 drehbar ist. Dies ist von Bedeutung, wenn das Steuerelement 21 von außen - beispielsweise über das Aufnahmeelement 107 des weiteren Schutzschaltgerätes 100 (siehe
Um das Aktuatorelement 21 in seine vordefinierte, auslösebereite Stellung zurückzuführen, weist die Schaltmechanik des Brandschutzschalters 1 einen mechanischen zweiten Anschlag 7 auf, welcher - ebenso wie der mechanische erste Anschlag 6 - als Anformung an das Gehäuse 2 des Brandschutzschalters 1 ausgebildet ist. Durch den mechanischen ersten Anschlag 6 und den mechanischen zweiten Anschlag7 sind der Maximalwert sowie der Minimalwert des Drehwinkelbereichs des Aktuatorelements 21 eindeutig festgelegt.In order to return the
Zum Zurückstellen des Steuerelements 22 in seine - in den Figuren 2A und 2B dargestellte, auslösebereite Stellung - weist die Koppeleinrichtung 20 ein Federelement 25 auf, welches für die Rückstellung benötigte Federkraft aufbringt. Das Federelement 25 ist vorliegend als Drehfeder ausgebildet (siehe auch
In den
- 11
- BrandschutzschalterFire protection switch
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- Frontseitefront
- 44
- Befestigungsseitemounting side
- 55
- VerbindungsseiteLinks page
- 66
- erster Anschlagfirst stop
- 77
- zweiter Anschlagsecond stop
- 88th
- EinhängezapfenEinhängezapfen
- 1010
- Auslöseeinrichtungtriggering device
- 1111
- Auslösespuletrip coil
- 1212
- AuslösestößelActuation tappet
- 1313
- Wirkbereicheffective range
- 2020
- Koppeleinrichtungcoupling device
- 2121
- Aktuatorelementactuator
- 2222
- Steuerelementcontrol
- 2323
- Wirkkonturactive contour
- 2424
- Drehachseaxis of rotation
- 2525
- Federelementspring element
- 25-125-1
- erstes Endefirst end
- 25-225-2
- zweites Endesecond end
- 2626
- Mitnehmertakeaway
- 100100
- weiteres Schutzschaltgerätanother protective switching device
- 102102
- Gehäusecasing
- 103103
- Frontseitefront
- 104104
- Befestigungsseitemounting side
- 105105
- VerbindungsseiteLinks page
- 106106
- Betätigungselementactuator
- 107107
- Aufnahmeelementreceiving element
Claims (12)
- Switching mechanism for a fire protection switch (1) for switching a further protective switching device (100) which can be coupled to the fire protection switch (1), comprising- a tripping device (10) which has a tripping coil (11) and also a tripping plunger (12) which is movably mounted relative to the said tripping coil,- a coupling device (20) for coupling to the further protective switching device (100), which coupling device has an actuator element (21) and also a control element (22),- wherein the actuator element (21) has a first operative connection to the tripping plunger (12) and also a second operative connection to the control element (22) in such a way that, when the fire protection switch (1) is tripped, a switching mechanism of the further protective switching device (100) can be operated by means of the control element (22),wherein the actuator element (21) and the control element (22) are coupled to one another in such a way- that, when the actuator element (21) is operated in a manner prompted by the tripping plunger (12), the control element (22) is also operated, characterized in that the control element (22) can also be moved independently of the actuator element (21).
- Switching mechanism according to Claim 1,
wherein the actuator element (21) and the control element (22) are mounted such that they can rotate about their respective rotation axis (24). - Switching mechanism according to Claim 2,
wherein the rotation axis (24) of the actuator element (21) and the rotation axis (24) of the control element (22) are arranged concentrically. - Switching mechanism according to either of Claims 2 and 3,- in which an operative region (13) of the tripping plunger (11) interacts with an operative contour (23) of the actuator element (21) so as to form a contact point,- wherein the operative region (13) is in the form of a planar surface,- wherein the operative contour (23) is of spherical design in such a way that the contact point at each angular position of the actuator element (21) is at the same distance from the rotation axis (24).
- Switching mechanism according to one of Claims 2 to 4,
wherein a rotation angle range of the actuator element (21) is limited by a mechanical first stop (6) in a first direction. - Switching mechanism according to Claim 5,
wherein the rotation angle range is limited by a mechanical second stop (7) in a second direction which is opposite to the first direction. - Switching mechanism according to either of Claims 5 and 6,
wherein rotation of the control element (22) is possible beyond the first stop (6) in the first direction. - Switching mechanism according to one of the preceding claims,
comprising a spring element (25) which forces the control element (22) back to its starting position. - Switching mechanism according to Claim 8,
wherein the control element (22) has a driver (26) which, when the control element (22) moves to its starting position, also moves the actuator element (21). - Fire protection switch (1) for detecting a fault,- comprising a housing (2) which has a front side (3), a fastening side (4) which is situated opposite the front side (3), and also connecting sides (5) which connect the front side (3) and the fastening side (4),- comprising a switching mechanism according to one of Claims 1 to 9, which switching mechanism is arranged in the housing (2) and is intended to switch a further protective switching device (100) which can be coupled to the fire protection switch (1),- wherein a coupling device (20) of the switching mechanism is rotatably mounted in one of the connecting sides (5) of the housing (2).
- Fire protection switch (1) according to Claim 10,
wherein the mechanical first stop (6) and/or the mechanical second stop (7) of the switching mechanism are in the form of integral formations on the housing (2). - System having a fire protection switch (1) and also a further protective switching device (100) which is coupled to the fire protection switch (1),- wherein the fire protection switch (1) is designed according to either of Claims 10 and 11,- wherein coupling of the fire protection switch (1) to the further protective switching device (100) is realized by positive engagement of the control element (22) into a movably mounted receiving element (107) of the further protective switching device (100),- so that, when the fire protection switch (1) is tripped, a switching mechanism of the further protective switching device (100), which switching mechanism is coupled to the receiving element (107), is operated by operation of the receiving element (107).
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