[0001] 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.
[0002] Das Dokument
US 4 740 770 offenbart ein Gerät gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0003] 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.
[0004] 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.
[0005] 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.
[0006] Fehlerstromschutzeinrichtungen schützen Personen im Fehlerfall vor gefährlichen Körperströmen
sowohl bei indirektem als auch direktem Berühren durch sofortiges Abschalten. Gleichzeitig
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.
[0007] Ferner gibt es kombinierte Fehlerstrom- und Leitungsschutzschalter (FI/LS-Schalter),
die Leitungs- und Personenschutz in einem Gerät vereinen.
[0008] Zum nachträglichen Anbau an Leitungsschutzschalter stehen so genannte FI-Blöcke in
zwei-, drei- und vierpoliger Ausführung, Bemessungsströmen von 6 bis 125A und Bemessungsfehlerströmen
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.
[0009] 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.
[0010] 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.
[0011] 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 Schaltmechaniken verbrauchen
relativ viel Platz, was eine Bauweise in einer Teilungseinheit nicht zulässt.
[0012] 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
Schaltmechanik und eine Fehlerstromschutzeinrichtung mit einer solchen Schaltmechanik
einfach und kompakt aufgebaut sein. Des Weiteren soll ein System, aufweisend eine
Fehlerstromschutzeinrichtung und einen Leitungsschutzschalter, geschaffen werden,
das auf einfache und schnelle Art und Weise bei Auftritt eines Fehlerstroms den Stromkreis
unterbricht.
[0013] 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 unabhängigen 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.
[0014] Gemäß des ersten Aspektes der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Schaltmechanik
für eine 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
Halbwelle mit einer Verklinkungskante, wobei die Verklinkungskante 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.
[0015] Im Lichte der Erfindung stellt eine Fehlerstromschutzeinrichtung auch eine Differenzstromschutzeinrichtung
dar.
[0016] 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. elektromagnetisches 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.
[0017] 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.
[0018] 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 Trägerplatine dient als Basiselement
zur Befestigung der einzelnen Bauteile der Schaltmechanik.
[0019] Die Schaltmechanik weist einen drehbar gelagerten Griff auf. Dieser kann händisch
bewegt werden, so dass die Schaltmechanik 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 drehbar 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.
[0020] 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.
[0021] 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 Federelement 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.
[0022] 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 Drehmoment auf den Griff ausübt.
[0023] 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.
[0024] Bevorzugt ist eine Schaltmechanik, die eine an dem Schalthebel 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 Schalten der Schaltmechanik des Leitungsschutzschalters durch eine Bewegung des
Schalthebels der zuvor beschriebenen Schaltmechanik erfolgen. Lediglich die Kupplung
verbindet die beiden Schalthebel.
[0025] 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.
[0026] Die Griffe der Schaltmechaniken der Fehlerstromschutzeinrichtung 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 Fehlerstromschutzeinrichtung
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 Fehlerstromschutzeinrichtung
nicht in "Ein-Stellung" ist.
[0027] 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.
[0028] 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 Fehlerstromschutzeinrichtung 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.
[0029] 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 abstützen
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 ausgelöst.
[0030] Um die Freigabe der Klinke von der Verklinkungskante 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 Auslöser. Dieser
elektrische bzw. elektromagnetische Auslöser dient dazu bei einem auftretenden Fehlerstromfluss
ein Spannungssignal in eine mechanische Bewegung umzuwandeln. Hierbei wird bevorzugt
ein Stößel des elektrischen bzw. elektromagnetischen Auslösers derart bewegt, dass
er die Halbwelle entgegen ihres 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 Auslöser, aufweisend einen beweglich gelagerten
Stößel, zum Betätigen der Halbwelle aufweist. D.h., der elektrische bzw. elektromagnetische
Auslöser ist an der Trägerplatine der Schaltmechanik angeordnet. Es ist denkbar, dass
mehrere elektrische bzw. elektromagnetische Auslöser, die die Halbwelle verschiedenartig
berühren können, vorgesehen sind.
[0031] 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 Auslösern 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 Auslösesystemen 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.
[0032] 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.
[0033] 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 unterhalb 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.
[0034] 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
Schalthebels 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 Kontakte aufreißen kann.
[0035] 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.
[0036] 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 Schaltmechanik angeordnet. Dabei ist die Prüftaste
insbesondere zwischen dem Griff und dem Schalthebel der Schaltmechanik an der Trägerplatine
angeordnet.
[0037] 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 zylinderförmige 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 Prüftaste 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 Einschnappen 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.
[0038] 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.
[0039] 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.
[0040] 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 Fehlerstromschutzeinrichtung 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 verwendbar.
[0041] 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 einzige 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 anbaubare 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.
[0042] 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 Fehlerstromschutzeinrichtung
wie zuvor beschrieben ausgebildet ist und wobei zwischen der Fehlerstromschutzeinrichtung
und dem Leitungsschutzschalter eine Kupplung vorgesehen ist, über die der Schalthebel
der Schaltmechanik der Fehlerstromschutzeinrichtung 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.
[0043] 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 Federelementes, 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 Fehlerstromschutzeinrichtung 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.
[0044] Die Erfindung wird nun anhand von nicht ausschließlichen Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- Schaltmechanik einer Differenzstromschutzeinrich- tung in "Ein-Stellung";
- Figur 2
- Schaltmechanik einer Differenzstromschutzeinrich- tung in "Aus-Stellung";
- Figur 3
- Schaltmechanik einer Fehlerstromschutzeinrichtung in "Ein-Stellung" mit Anlegehebel;
- Figur 4.
- Schaltmechanik einer Differenzstromschutzeinrich- tung in "Ein-Stellung" mit klassischem
elektromag- netischen Auslöser;
- Figur 5
- Schaltmechanik einer Fehlerstromschutzeinrichtung in "Ein-Stellung" mit kompaktem
elektromagnetischen Auslöser;
- Figur 6
- eine perspektivische Darstellung einer Schaltmecha- nik einer Differenzstromschutzeinrichtung
in "Ein- Stellung";
- Figur 7
- eine perspektivische Darstellung einer Schaltmecha- nik einer Fehlerstromschutzeinrichtung
in "Ein- Stellung" mit kompaktem elektromagnetischen Aus- löser und Anlegehebel;
- Figur 8
- eine perspektivische Darstellung einer Prüftaste, eines Prüffederelementes, eines
ersten Federelemen- tes sowie eines Prüfwiderstandes.
[0045] In der Fig. 1 ist eine Schaltmechanik 1 einer Differenzstromschutzeinrichtung 30,
d.h. für einen DI-Block, in Ein-Stellung 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 drehbar 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 Schaltmechanik 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 Schalthebels 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.
[0046] 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 Differenzstromschutzeinrichtuhg
30 ist in Fig. 2 dargestellt.
[0047] Die Schaltmechanik 1 weist ein mit dem Schalthebel 9 verbundenes 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
beaufschlagt. 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.
[0048] 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 angekoppelten 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 verbundener 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.
[0049] Die Trägerplatine 2 stellt ein Seitenelement des Gehäuses der Differenzstromschutzeinrichtung
30, in der die Schaltmechanik 1 angeordnet ist, dar.
[0050] In der Fig. 3 ist eine Schaltmechanik 1 einer Fehlerstromschutzeinrichtung 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 Anlegehebel 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.
[0051] 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.
[0052] Die Fig. 6 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Schaltmechanik einer Differenzstromschutzeinrichtung
in Ein-Stellung 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 Fehlerstromschutzeinrichtung 30 in Ein-Stellung der Schaltmechanik
1, wobei die Schaltmechanik 1 einen kompakten elektromagnetischen Auslöser 16b und
einen Anlegehebel 17 aufweist. Die Halbwelle 11 wird durch einen Stößel des kompakten
elektromagnetischen Auslösers 16b, der direkt unterhalb des Griffs 3 und des Bügels
4 sitzt, gedreht. Oberhalb des kompakten elektromagnetischen Auslösers 16b weist der
Bügel 4 bei einer Ein-Stellung der Schaltmechanik 1 einen waagerechten Verlauf auf,
so dass der kompakte elektromagnetische Auslöser 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.
[0053] In der Fig. 8 ist eine perspektivische Darstellung einer Prüftaste 18, eines Prüffederelementes
19, eines ersten Federelementes 14 sowie eines Prüfwiderstandes 23 der Schaltmechanik
1 dargestellt. Das Prüffederelement 19 ist hier als Prüfblattfeder ausgebildet. Das
Prüffederelement 19 der Prüftaste 18 ist an einer Seite durch zwei zylinderförmige
Elemente 20, hier in Form von zwei Zapfen, geführt, die das Prüffederelement 19 auf
eine Anschlussklemme der Schaltmechanik 1 drücken. Die Prüftaste 18 wird vorteilhafterweise
aus Platzgründen innerhalb der Schaltmechanik 1 angeordnet. Dabei ist die Prüftaste
18 vorteilhafterweise zwischen dem Griff 3 und dem Schalthebel 9 der Schaltmechanik
1 an der Trägerplatine 2 angeordnet.
[0054] Die Prüftaste 18 drückt auf das Prüffederelement 19, welches zugleich Rückstellelement
und Kontaktelement ist. Die Spitze des Prüffederelementes 19 berührt beim Drücken
der Prüftaste 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 Prüfblattfeder
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 möglich. 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 getrieben werden.
[0055] 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,
welches 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.
Bezugszeichenliste
[0056]
- 1
- 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
- 11
- 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
1. Schaltmechanik (1) für eine 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), dadurch gekennzeichnet, dass die Klinke eine Nut (8) zur Führung eines Zapfens (10) eines drehbar gelagerten Schalthebels
(9) der Schaltmechanik (1) aufweist, aufweisend eine drehbar gelagerte Halbwelle (11)
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 Betätigen 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-förmige 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 Prüftaste (18) mit einem Prüffederelement (19), insbesondere
einer Prüfblattfeder, aufweist.
10. Schaltmechanik nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüffederelement (19) an einer Seite durch mindestens ein Element (20), insbesondere
einen zylinderförmigen Zapfen, geführt ist, die das Prüffederelement (19) auf eine
Anschlussklemme der Schaltmechanik (1) drückt.
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
Prüfwiderstandes (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.
1. Switching mechanism (1) for a fault current protection device (30) for switching a
circuit breaker, which mechanism is arranged on a carrier plate (2), comprising a
rotatably mounted handle (3), a bracket (4) which is coupled to the handle (3), wherein
a first end (5) of the bracket (4) is arranged on the handle (3) outside the axis
of rotation of the handle (3), and a latch (7) which is articulated at the second
end (6) of the bracket (4),
characterised in that
the latch comprises a groove (8) for guiding a pin (10) of a rotatably mounted switching
lever (9) of the switching mechanism (1), comprising a rotatably mounted half-shaft
(11) with a latching edge (12), wherein the latching edge (12) is configured for gripping
an end (13) of the latch (7), and comprising a first spring element (14) which is
connected to the latch (7) and/or to the switching lever (9) and can be resiliently
tensioned by moving the latch (7) and/or the switching lever (9).
2. Switching mechanism according to claim 1,
characterised in that
the switching mechanism (1) comprises a coupling, which can be fixed to the switching
lever (9), for switching the switching mechanism (1) of the circuit breaker.
3. Switching mechanism according to claim 1 or claim 2,
characterised in that
the carrier plate (2) forms, at least in part, a housing element for the fault current
protection device (30).
4. Switching mechanism according to any one of claims 1 to 3,
characterised in that
the switching mechanism (1) comprises a second spring element (15) which is connected
to the rotatably mounted half-shaft (11).
5. Switching mechanism according to any one of claims 1 to 4,
characterised in that
the switching mechanism (1) comprises at least one electromagnetic trip (16a, 16b)
which in turn comprises a displaceably mounted tappet for actuating the half-shaft
(11).
6. Switching mechanism according to any one of claims 1 to 5,
characterised in that
the switching mechanism (1) comprises an application lever (17) which is coupled to
the half-shaft (11) and is mounted concentrically relative to the half-shaft (11)
of the switching mechanism (1).
7. Switching mechanism according to any one of claims 1 to 6,
characterised in that
the bracket (4) is L-shaped, at least over a portion thereof.
8. Switching mechanism according to any one of claims 1 to 7,
characterised in that
the coupling comprises a catch.
9. Switching mechanism according to any one of claims 1 to 8,
characterised in that
the switching mechanism (1) comprises a test key (18) with a test spring element (19),
in particular a test leaf spring.
10. Switching mechanism according to claim 9,
characterised in that
the test spring element (19) is guided on one side by at least one element (20), in
particular a cylindrical pin which presses the test spring element (19) against a
connecting terminal of the switching mechanism (1).
11. Switching mechanism according to any one of claims 1 to 10,
characterised in that
the first spring element (14) of the switching lever (9) comprises a snap plate (21)
for receiving a contact element (22) which is associated with a test resistor (23)
arranged on the switching mechanism (1).
12. Fault current protection device for switching a circuit breaker,
characterised in that
the fault current protection device (30) comprises a switching mechanism (1) according
to any one of claims 1 to 11.
13. Fault current protection device according to claim 12,
characterised in that
the fault current protection device (30) comprises at least one electromagnetic trip
(16a, 16b) which in turn comprises a displaceably mounted tappet, a summation current
transformer, electrical lines and connecting terminals for electrical lines.
14. System comprising a fault current protection device and a circuit breaker arranged
next to the fault current protection device,
characterised in that
the fault current protection device (30) according to either claim 12 or claim 13
is configured so a coupling is provided between the fault current protection device
(30) and the circuit breaker, via which coupling the switching lever (9) of the switching
mechanism (1) of the fault current protection device (30) can be coupled to a switching
lever of the circuit breaker, at least sometimes.
1. Mécanisme de commutation (1) pour un dispositif de protection à courant différentiel
résiduel (30) pour commuter un commutateur de protection de ligne, lequel mécanisme
est situé sur une platine de support (2), comportant une poignée (3) logée rotative,
une branche (4) couplée à la poignée (3), une première extrémité (5) de la branche
(4) étant située sur la poignée (3) en dehors de l'axe de rotation de la poignée (3),
et un cliquet (7) articulé sur la deuxième extrémité (6) de la branche (4), caractérisé en ce que le cliquet comporte une rainure (8) pour le guidage d'un ergot (10) d'un levier de
commutation (9) logé rotatif du mécanisme de commutation (1), comportant un demi-arbre
(11) logé rotatif avec une arête d'enclenchement (12), l'arête d'enclenchement (12)
étant réalisée pour prendre une extrémité (13) du cliquet (7), comportant un premier
élément élastique (14) relié au cliquet (7) et/ou au levier de commutation (9), lequel
élément peut être tendu élastiquement en cas de mouvement du cliquet (7) et/ou du
levier de commutation (9).
2. Mécanisme de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de commutation (1) comporte un couplage fixable sur le levier de commutation
(9) pour commuter le mécanisme de commutation (1) du commutateur de protection de
ligne.
3. Mécanisme de commutation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la platine de support (2) forme au moins en partie un élément de boîtier du dispositif
de protection à courant différentiel résiduel (30).
4. Mécanisme de commutation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mécanisme de commutation (1) comporte un deuxième élément élastique (15) qui est
relié au demi-arbre (11) logé rotatif.
5. Mécanisme de commutation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le mécanisme de commutation (1) comporte au moins un déclencheur électromagnétique
(16a, 16b), comportant un poussoir logé mobile, pour actionner le demi-arbre (11).
6. Mécanisme de commutation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le mécanisme de commutation (1) comporte un levier d'appui (17) couplé au demi-arbre
(11) et qui est logé concentriquement par rapport au demi-arbre (11) du mécanisme
de commutation (1).
7. Mécanisme de commutation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la branche (4) présente au moins en partie une forme de L.
8. Mécanisme de commutation selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le couplage comporte un entraîneur.
9. Mécanisme de commutation selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le mécanisme de commutation (1) comporte une touche de contrôle (18) avec un élément
élastique de contrôle (19), en particulier un ressort de contrôle à lame.
10. Mécanisme de commutation selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément élastique de contrôle (19) est guidé d'un côté par au moins un élément
(20), en particulier un ergot cylindrique, qui pousse l'élément élastique de contrôle
(19) sur une borne de raccordement du mécanisme de commutation (1).
11. Mécanisme de commutation selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le premier élément élastique (14) du levier de commutation (9) est une plaque à encliquetage
(21) destinée à recevoir un élément de contact (22) qui est situé sur une résistance
de contrôle (23) située sur le mécanisme de commutation (1).
12. Dispositif de protection à courant différentiel résiduel pour commuter un commutateur
de protection de ligne, caractérisé en ce que le dispositif de protection à courant différentiel résiduel (30) comporte un mécanisme
de commutation (1) selon l'une des revendications 1 à 11.
13. Dispositif de protection à courant différentiel résiduel selon la revendication 12,
caractérisé en ce que le dispositif de protection à courant différentiel résiduel (30) comporte au moins
un déclencheur électromagnétique (16a, 16b), comportant un poussoir logé mobile, un
convertisseur de courant de somme, des lignes électriques et une borne de raccordement
pour des lignes électriques.
14. Système comportant un dispositif de protection à courant différentiel résiduel et
un commutateur de protection de ligne situé à côté du dispositif de protection à courant
différentiel résiduel, caractérisé en ce que le dispositif de protection à courant différentiel résiduel (30) est réalisé selon
la revendication 12 ou 13, un couplage étant prévu entre le dispositif de protection
à courant différentiel résiduel (30) et le commutateur de protection de ligne, par
l'intermédiaire duquel le levier de commutation (9) du mécanisme de commutation (1)
du dispositif de protection à courant différentiel résiduel (30) et un levier de commande
du commutateur de protection de ligne peuvent être couplés au moins temporairement.