[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Fehlerstromschutzschalter mit einem Auslösemechanismus,
der an einen Leitungsschutzschalter gekoppelt ist, mittels eines Übertragungsgliedes
auf die Verklinkung des Leitungsschutzschalters einwirkt und diesen bei einem auftretenden
Fehlerstrom ausschaltet, wobei der Auslösemechanismus zwei im Auslösefall nacheinander
ansprechende unter Federspannung stehende Verklinkungsstellen aufweist.
[0002] Ein derartiger Fehlerstromschutzschalter ist beispielsweise aus der DE-AS 26 51 596
bekannt. Bei diesem Schalter besteht der Auslösemechanismus aus zwei für sich verklinkbaren
mechanisch getrennten Mechanismen, von denen der eine dem Verklinkungsmechanismus
des Leitungsschutzschalters gleicht, während der andere ein vom Fehlerstromauslöser
betätigbarer Kraftspeicher ist und zur Auslösung des Verklinkungsmechanismus dient.
Als Übertragungsglied zur Entklinkung des Leitungsschutzschalters ist hierbei eine
bei mehrpoligen Leitungsschutzschaltern übliche Kupplung vorgesehen. Der Auslösemechanismus
für diesen Schalter benötigt viel Raum, insbesondere sind die in die Bauhöhe eingehenden
Abmessungen für Schalter niedriger Bauart zu groß.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Auslösemechanismus für einen mit
einem Leitungsschutzschalter kombinierten Fehlerstromschutzschalter zu schaffen, der
eine niedrige Bauhöhe aufweist, eine geringe und genau definierbare Auslösekraft eines
auf den Fehlerstrom ansprechenden Auslöserelais benötigt, die Wiedereinschaltung des
letzteren aber mit großer jedoch sehr weich einzuleitender Kraft bewirkt und eine
ausreichende Übertragungskraft zur Entklinkung auch mehrerer Schaltmechanismen eines
mehrpoligen Leitungsschutzschalters aufbringt.
[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein mit der zweiten Verklinkungsstelle
gehaltener Schalthebel unter dem Krafteinfluß von zwei in gleicher Richtung arbeitenden
Federn steht und eine Feder hiervon bei entklinktem Schalthebel zusätzlich die Mitnahme
eines zur ersten Verklinkungsstelle gehörenden Klinkenhebels herbeiführt, der seinerseits
entgegen der durch die Feder vorgegebenen Schwenkrichtung innerhalb eines Freiweges
von einem mit dem Fehlerstrom beaufschlagten Auslöserelais betätigbar ist, welches
nach dem Entklinken des Auslösemechanismus aufgrund der von der Feder eingeleiteten
gegenläufigen Schwenkbewegung vom Klinkenhebel wieder eingeschaltet wird.
[0005] Der erfindungsgemäße Fehlerstromschutzschalter ist besonders vorteilhaft, weil beide
Federn nach dem Entklinken des Auslösemechanismus zum Verschwenken des Schalthebels
dienen, der dadurch mit großer Kraft das auf die Mechanismen der Leitungsschutzschalter
einwirkende Übertragungsglied ansteuern kann. Erst nach anfänglichem Verschwenken
des Schalthebels erfolgt die Mitnahme des Klinkenhebels und damit das selbsttätige
Wiedereinschalten des Auslöserelais. Dieses Wiedereinschalten geschieht durch die
gewählte Schenkelfeder mit großer und genau definierter Kraft, jedoch sehr weich,
so daß ein Zerschlagen der empfindlichen Polflächen des meist nach dem Haftprinzip
arbeitenden Auslöserelais vermieden wird. Ein weiterer Vorteil besteht in der aufgrund
der beiden Schenkelfedern erzielbaren geringen Bauhöhe, die direkt in die Gesamtbauhöhe
des Schalters eingeht. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
[0006] Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei die Erfindung
nachfolgend näher erläutert:
Von dem Fehlerstromschutzschalter ist in der Figur ein in Einschaltstellung befindlicher
Auslösemechanismus gezeigt, dessen erste Verklinkungsstelle 1 von einem Klinkenhebel
3 mit einem Auslösehebel 4 und dessen zweite Verklinkungsstelle 2 von einer Klinke
5 mit einem Schalthebel 6 jeweils gebildet sind. Die genannten Teile stehen im verklinkten
Zustand unter der Wirkung einer Entklinkungsfeder 7, Klinkenfeder 8, öffnungsfeder
9 sowie Rückstellfeder 10 und sind mittels eines Handbedienungsorgans 11 und eines
auf Zapfen 11a schwenkbar daran gelagerten Bügels 12 gegenseitig über Totpunkt verspannt.
Hierzu sind Schalthebel, Klinkenhebel, Auslösehebel und Handbedienungsorgan jeweils
auf festen Achsen 13, 14, 15, 16 zwischen einer unteren Platine 17 und einer nur teilweise
dargestellten oberen'Platine 18 schwenkbar gelagert, während eine zur Lagerung der
Klinke 5 und des Bügels 12 dienende Achse 19 mittels eines Führungshebels 20, der
ebenso wie der Schalthebel 6 auf der Achse 13 gelagert ist, eine Kreisbahn um die
letztgenannte beschreiben kann.
[0007] Die erste Verklinkungsstelle befindet sich auf einer Senkrechten über der Mitte der
Achse 14 und die zweite Verklinkungsstelle auf einer Senkrechten über der Mitte der
Achse 19 derart, daß von den Verklinkungsstellen her keine Drehmomente in die zugehörigen
Teile einfließen. Die öffnungsfeder 9 und die Rückstellfeder 10 sind als Schenkelfedern
ausgebildet, liegen nebeneinander auf der Achse 13 und stützen sich jeweils mit dem
einen Schenkel 9a, 10a an den Platinen ab, während sie mit dem jeweils anderen Schenkel
9b, 10b hinter entsprechend geformte Anlageflächen 6a, 6b des Schalthebels greifen
und versuchen, diesen im Gegenuhrzeigersinn zu verschwenken. Außerdem ist die Rückstellfeder
mit ihrem verlängerten Schenkel 10b durch eine Kulisse 3a eines am Klinkenhebel 3
hochgestellten Lappens hindurchgesteckt. Die zwischen der oberen Platine 18 und einer
Abwinklung 4a am Auslösehebel eingehängte als Zugfeder ausgebildete Entklinkungsfeder
7 versucht, letzteren im Gegenuhrzeigersinn zu verschwenken und drückt ihn dabei mit
einem abgewinkelten Ansatz 4c auf die erste Verklinkungsstelle. Als Schenkelfeder
wiederum ist die um die Achse 19 gelegte Klinkenfeder 8 ausgebildet, die einerseits
hinter einen Schenkel 5a der V-förmig ausgebildeten Klinke greift und sich andererseits
am Bügel 12 abstützt und versucht, die Klinke im Uhrzeigersinn zu verschwenken. Hierbei
kann deren Schenkel 5b mit einer Nase 5c hinter einem abgewinkelten Ansatz 6c des
Schalthebels einhaken.
[0008] Letzterer weist zudem einen Steg 6d auf, der in ein nicht dargestelltes übertragungsglied
eingreift und damit den Verklinkungsmechanismus eines benachbarten ebenfalls nicht
dargestellten Leitungsschutzschalters ansteuert. Mit einem Pfeil 21 ist der Angriffspunkt
eines auf den Fehlerstrom ansprechenden nicht dargestellten Auslöserelais auf dem
Klinkenhebel 3 angedeutet.
[0009] Der Auslösemechanismus des Fehlerstromschutzschalters befindet sich zur Überwachung
der ihm nachgeschalteten Elektroinstallation in der in der Figur gezeigten Einschaltstellung
und ebenso der mit ihm gekoppelte einpolige oder mehrpolige Leitungsschutzschalter.
Die Schalter sind in zur Zeichnungsebene planparallelen Ebenen hintereinander in einem
nicht dargestellten aus mehreren Kammern gebildeten Gehäuse untergebracht. Tritt nun
ein Fehlerstrom in der elektrischen Anlage in vorbestimmter Größe auf, so spricht
das hochempfindliche und im allgemeinen nach dem Haftprinzip arbeitende Auslöserelais
an, und sein Anker bewegt sich in Richtung des Pfeiles 21 und drückt dort mit minimaler
Kraft auf den Klinkenhebel. Dieser schwenkt daraufhin im Uhrzeigersinn um die Achse
14 und seine Nase 3c gleitet unter dem abgewinkelten Ansatz 4c des Auslösehebels hervor,
so daß die erste Verklinkungsstelle freigegeben wird und der Auslösehebel unter der
Wirkung der Entklinkungsfeder 7 verschwenkt. Bei dieser Schwenkbewegung drückt der
Auslösehebel mit einer Zunge 4b gegen den Schenkel 5a der Klinke und verschwenkt diese
so weit, daß ihre Nase 5c den abgewinkelten Ansatz 6c des Schalthebels freigibt. Hierdurch
ist die zweite Verklinkungsstelle aufgehoben und der Schalthebel 6 schwenkt unter
der Wirkung der öffnungsfeder 9 und der Rückstellfeder 10 im Gegenuhrzeigersinn bis
zu einem Anschlag 17a und löst dabei mit seinem Steg 6d über das bereits erwähnte
Übertragungsglied die Mechanismen des Leitungsschutzschalters aus und dessen Schaltkontakte
trennen das zu schützende Leitungsnetz von der Versorgungsspannung.
[0010] Beim Verschwenken des Schalthebels kommt die Rückstellfeder 10 mit ihrem Schenkel
10b an der oberen Kante 3b der Kulisse 3a zur Anlage und hebt entgegen der Richtung
des Pfeiles 21 den Klinkenhebel 3 so weit an, daß letzterer den Anker des Auslöserelais
sehr weich aber mit ausreichend großer Kraft wieder einschaltet. Das Auslösen mit
geringer Kraft und das Wiedereinschalten mit höherer Kraft gewährleistet ein durch
die Kulisse 3a vorgegebener Freiweg zwischen der oberen Kante 3b und dem Schenkel
10b der Rückstellfeder, wie insbesondere aus der Figur ersichtlich ist. Während des
Schwenkvorganges des Schalthebels wird jedoch nicht nur der Klinkenhebel sondern auch
der Auslösehebel angehoben, in dem die Anlagefläche 6b unter dessen abgewinkelten
Ansatz 4c greift und diesen aufgrund der stärker dimensionierten öffnungsfeder entgegen
der Kraft der Entklinkungsfeder 7 mitnimmt. Der abgewinkelte Ansatz 4c kommt dabei
an einer an die Nase 3c sich anschließenden Schräge 3d zur Anlage, so daß sich die
erste Verklinkungsstelle 1 in einer vorbereiteten Verklinkungsposition befindet. Das
Handbedienungsorgan 11 ist nach dem Entklinken der zweiten Verklinkungsstelle unter
der Wirkung einer nicht gezeigten an ihm angreifenden Feder im Uhrzeigersinn verschwenkt
und hat über den Bügel 12 die Achse 19 und damit die Klinke 5 auf der vom Führungshebel
20 vorgegebenen Bahn derart bewegt, daß die Nase 5c der Klinke unter der Wirkung der
Klinkenfeder 8 hinter den abgewinkelten Ansatz 6c des Schalthebels greift.
[0011] Zum Wiedereinschalten des Fehlerstromschutzschalters braucht das Handbedienungsorgan
nur in die in der Figur angezeigte Lage zurückgeschwenkt zu werden. Hierbei bewegt
sich die Achse 19 mit der Klinke auf der vom Führungshebel 20 vorgegebenen Kreisbahn
und der von der zweiten Verklinkungsstelle mitgenommene Schalthebel spannt die Öffnungsfeder
und die Rückstellfeder. Weiterhin gibt die Anlagefläche 6b den abgewinkelten Ansatz
4c frei und dieser rutscht unter der Wirkung der Entklinkungsfeder 7 auf der Schräge
3d herab und schwenkt den Klinkenhebel, bis er auf der Nase 3c zur Auflage kommt,
so daß auch die erste Verklinkungsstelle wieder eingeschaltet ist. Mit etwa gleichzeitig
ablaufender Bewegung hat der Schenkel 10b den als Freiweg bezeichneten Abstand zur
Kante 3b der Kulisse erreicht. Wird beim Verschwenken des Handbedienungsorgans eine
gedachte Verbindungslinie von der Achse 16 über die Zapfen 11a zur Achse 19 durch
das vom Bügel und Handbedienungsorgan gebildete Kniegelenk überschritten, so verspannt
sich auch bei losgelassenem Handbedienungsorgan der Auslösemechanismus. Dies erfolgt
unter der Wirkung der am Schalthebel angreifenden Federn, die das Kniegelenk über
diese Verbindungslinie so weit anwinkeln, bis das Handbedienungsorgan an einem Anschlag
17b zur Anlage kommt. Der gesamte Auslösemechanismus einschließlich des Auslöserelais
ist damit für die Überwachung seiner Schutzfunktion eingeschaltet. Erst danach kann
der Leitungsschutzschalter eingeschaltet werden.
1 Fehlerstromschutzschalter mit einem Auslösemechanismus, der an einen Leitungsschutzschalter
gekoppelt ist, mittels eines Übertragungsgliedes auf die Verklinkung des Leitungsschutzschalters
einwirkt und diesen bei einem auftretenden Fehlerstrom ausschaltet, wobei der Auslösemechanismus
zwei im Auslösefall nacheinander ansprechende unter Federspannung stehende Verklinkungsstellen
aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der zweiten Verklinkungsstelle (2) gehaltener
Schalthebel (6) unter dem Krafteinfluß von zwei in gleicher Richtung arbeitenden Federn
(Öffnungsfeder 9, Rückstellfeder 10) steht und eine Feder (10) hiervon bei entklinktem
Schalthebel (6) zusätzlich die Mitnahme eines zur ersten Verklinkungsstelle (1) gehörenden
Klinkenhebels (3) herbeiführt, der seinerseits entgegen der durch die Feder (10) vorgegebenen
Schwenkrichtung innerhalb eines Freiweges von einem mit dem Fehlerstrom beaufschlagten
Auslöserelais (21) betätigbar ist, welches nach dem Entklinken des Auslösemechanismus
aufgrund der von der Feder (10) eingeleiteten gegenläufigen Schwenkbewegung vom Klinkenhebel
(3) wieder eingeschaltet wird.
2 Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schalthebel
(6) sowie den Klinkenhebel (3) betätigende Feder (Rückstellfeder 10) eine Schenkelfeder
ist, die mit einem Schenkel (10b) unter eine Anlagefläche (6b) am Schalthebel (6)
greift und mit ihrem freien Ende in eine Kulisse (3a) des Klinkenhebels (3) hineinragt.
3 Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
den erforderlichen Freiweg begrenzende Kante (3b) der Kulisse (3a) zum freien Ende
(10b) der Rückstellfeder (10) bei eingeschaltetem Auslösemechanismus einen solchen
Abstand hat, daß einerseits der Auslösevorgang ohne die Wirkung der Rückstellfeder
(10) erfolgen kann und andererseits das Wiedereinschalten des Auslöserelais (21) durch
die an der Kante (3b) zur Anlage kommende und den Klinkenhebel (3) verschwenkende
Rückstellfeder (10) gesichert ist.
4 Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein
zusammen mit dem Klinkenhebel (3) die erste Verklinkungsstelle (1) bildender Auslösehebel
(4) von der Anlagefläche (6b) des nach dem Auslösevorgang verschwenkenden Schalthebels
(6) selbsttätig in eine vorbereitende Verklinkungsposition entgegen einer ihn im Gegensinn
belastenden Zugfeder (9) rückgeführt ist und sich auf einer an die Verklinkungsfläche
(3c) anschließenden Schräge (3d) des Klinkenhebels (3) abstützt.
