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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.
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Fehlerstromschutzeinrichtungen
sind Schaltgeräte,
die bei einem Fehler, insbesondere einem Isolationsfehler, in elektrischen
Geräten
und Anlagen diese innerhalb von weniger als 200 ms 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.
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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 10 mA ein magnetisches Ungleichgewicht bemerken
und das Abschalten des Stromes auslösen.
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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.
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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.
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Ferner
gibt es kombinierte Fehlerstrom- und Leitungsschutzschalter (FI/LS-Schalter),
die Leitungs- und Personenschutz in einem Gerät vereinen.
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Zum
nachträglichen
Anbau an Leitungsschutzschalter stehen so genannte FI-Blöcke in zwei-,
drei- und vierpoliger Ausführung,
Bemessungsströmen
von 6 bis 125 A 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.
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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.
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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.
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Aus
der
DE 21 15 034 A ist
ein elektrischer Schutzschalter zum Fehlerstrom, Überstrom-
und Kurzschluss-Schutz mit einem ein- oder mehrpoligen Leitungs-Schutzschalter
mit Schaltkontakten und einem Bauteil zur Fehlerstrom-Erfassung
und -Auslösung
bekannt. Das Fehlerstrom-Bauteil enthält u. a. einen Fehlerstrom-Auslöser und
einen Schaltmechanismus mit einem Kraftspeicher und ein Betätigungsorgan.
Am Schaltmechanismus befindet sich ein Kupplungsteil, welches durch
seine Stellung die Entklinkung des benachbarten Selbstschalters
des Schutzschalters bei Auslösung
oder Ausschaltung des Fehlerstrom-Bauteils herbeiführt.
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Aus
der
EP 0 295 155 A1 ist
ein Leistungsschalter in Modulbauweise mit Hilfsauslöseblock
zur Anreihung und Ankopplung an einem Mehrpol-Leistungsschalterblock
bekannt. Der Hilfsauslöseblock ist
mit einem Relais bestückt.
Die Auslösung
des Leistungsschalterblocks durch den Hilfsauslöseblock erfolgt über eine
Auslösestange
und eine Schräge der
Auslösestange
des Hilfsauslöseblocks.
Der Hilfsauslöseblock
weist eine mechanische Auslöseverbindung
auf. Diese dient dazu, durch Einpassen eines Zapfens eines Antriebsmechanismus
in eine entsprechende Öffnung
in dem Isolierstoffgehäuse des
angrenzenden Schalterpols des Leistungsschalterblocks den Auslösebefehl
des Hilfsauslöseblocks, d.
h. des Relais, auf die Auslösestange
zu übertragen.
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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.
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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.
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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.
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Gemäß des ersten
Aspektes der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Schaltmechanik
einer Fehlerstromschutzeinrichtung zum Schalten eines Leitungsschutzschalters über eine
an einem Schalthebel (9) befestigte Kupplung zum Leitungsschutzschalter,
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 an dem
zweiten Ende des Bügels
eine Klinke angelenkt ist, die eine Nut zur Führung eines Zapfens des 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.
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Im
Lichte der Erfindung stellt eine Fehlerstromschutzeinrichtung auch
eine Differenzstromschutzeinrichtung dar.
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Eine
derartige Schaltmechanik kann einfach Energie, speichern um diese
zur Bewegung eines Schalthebels eines über eine Kupplung angekoppelten
Leitungsschutzschalters zu nutzen.
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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.
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Die
Schaltmechanik kann ausreichend kompakt aufgebaut werden, insbesondere
maximal eine Teilungseinheit breit sein. Im Lichte der Erfindung weist
eine Teilungseinheit eine Breite von 18 mm 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.
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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.
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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.
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Die
Schaltmechanik weist ferner eine drehbar gelagerte Halbwelle, die
wiederum eine Verklinkungskante aufweist, auf. Die Verklinkungskante
ist zum Greifen eines Endes der Klinke aus gebildet. 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.
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Die
Schaltmechanik weist 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 Schaltmecha nik.
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.
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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.
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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. elektro magnetischen 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.
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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.
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Konzentrisch
zur Halbwelle der Schaltmechanik gelagert bedeutet, die Drehachse
der Halbwelle und die Drehachse des Anle gehebels 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 ausge löst
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.
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Die
Erfindung wird nun anhand von nicht ausschließlichen Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 Schaltmechanik
einer Differenzstromschutzeinrichtung in „Ein-Stellung”;
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2 Schaltmechanik
einer Differenzstromschutzeinrichtung in „Aus-Stellung”;
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3 Schaltmechanik
einer Fehlerstromschutzeinrichtung in „Ein-Stellung” mit Anlegehebel;
-
4 Schaltmechanik
einer Differenzstromschutzeinrichtung in „Ein-Stellung” mit klassischem elektromagnetischen
Auslöser;
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5 Schaltmechanik
einer Fehlerstromschutzeinrichtung in „Ein-Stellung” mit kompaktem elektromagnetischen
Auslöser;
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6 eine
perspektivische Darstellung einer Schaltmechanik einer Differenzstromschutzeinrichtung
in „Ein-Stellung”;
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7 eine
perspektivische Darstellung einer Schaltmechanik einer Fehlerstromschutzeinrichtung in „Ein-Stellung” mit kompaktem
elektromagnetischen Auslöser
und Anlegehebel;
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8 eine
perspektivische Darstellung einer Prüftaste, eines Prüffederelementes,
eines ersten Federelementes sowie eines Prüfwiderstandes.
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In
der 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.
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Im
Falle eines Fehlerstromes wird die Schaltmechanik 1 entklinkt.
Das bedeutet, dass die Halbwelle 11 von einem nicht dargestellten
elektromagnetischen Auslöser
um ihre Drehachse gedreht wird und dabei die Verklinkungskante 12 der
Klinke 7, die sich beim Einschaltvorgang an der Verklinkungskante 12 der
Halbwelle 11 eingehakt hat, wieder freigibt. Die freie
Klinke 7 kann nun das auf sie beim Einschalten aufgebrachte
Drehmoment nicht mehr abstützen und
verhindert nun nicht mehr, dass sich der Schalthebel 9 mit
Hilfe des ersten Federelementes 14, bevorzugt eine Drehfeder,
wieder in ihre Aus-Stellung zurückdreht. Über die
befestigbare Kupplung kann nun eine entsprechende Schaltmechanik
des eingeschalteten Leitungsschutzschalters ausgelöst werden.
Der Griff 3, der im Ein-Zustand normalerweise durch die
Zugkraft im Bügel 4 in
seiner Position gehalten wird, kann sich nun, angetrieben durch
eine schwache Grifffeder, wieder in seine Aus-Position bewegen.
Die Aus-Stellung der Schaltmechanik 1 der Differenzstromschutzeinrichtung 30 ist
in 2 dargestellt.
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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.
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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
verbun dener Auslösung
durch ein elektrisches bzw. elektromagnetisches Auslöseelement
dazu nutzen über
die an dem Schalthebel 9 befestigbare Kupplung die Schaltmechanik
eines angebauten Leitungsschutzschalters zu aktivieren und dadurch
den Stromkreis zu unterbrechen. Der Drehwinkel und das Drehmoment
des Schalthebels 9 der Schaltmechanik 1 sind auf
den Leitungsschutzschalter abgestimmt. Eine derartige Schaltmechanik 1 kann
ausreichend kompakt aufgebaut werden, insbesondere maximal nur eine
Teilungseinheit breit sein.
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Die
Trägerplatine 2 stellt
ein Seitenelement des Gehäuses
der Differenzstromschutzeinrichtung 30, in der die Schaltmechanik 1 angeordnet
ist, dar.
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In
der 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 4 dargestellt.
Dieser klassische elektromagnetische Auslöser 16a drückt von
unten gegen die Halbwelle 11, um diese aus der Sicht auf
die 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 5 dargestellt. Der Stößel des
kompakten elektromagnetischen Auslösers 16b drückt jedoch
von oben auf die Halbwelle, um diese ebenfalls aus der Sicht auf
die 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.
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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.
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Die 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 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.
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In
der 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.
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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.
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Das
erste Federelement 14 des Schalthebels 9 der Schaltmechanik 1 weist
ein Schnappblech 21 zur Aufnahme eines Kontaktelementes 22,
hier in Form eines so genannten Beinchens, wel ches an dem an der
Schaltmechanik 1 angeordneten Prüfwiderstand 23 abgeordnet
ist, auf. D. h., der Prüfstromkreis
wird weiterhin geschlossen, indem sich das erste Federelement 14 des
Schalthebels 9 auf dem kleinen Schnappblech 21 abstützt, welches
dazu dient den Prüfwiderstand 23 nachträglich nach
der vollständigen
Montage der Schaltmechanik 1 inklusive Trägerplatine 2 und
geschlossener Deckelplatine durch Einschnappen des Beinchens 22 des
Prüfwiderstandes 23 aufzunehmen.
Dies bietet den Vorteil, dass die Variantenvielfalt der Schaltmechaniken
nicht noch durch unzählige
verschiedene Prüfwiderstände 23 nach
oben getrieben wird. Insbesondere ist das Einschnappen als Montageprozess
einfach und billig und es ist dabei kein zusätzliches Werkzeug notwendig
wie etwa beim Crimpen, Quetschen oder Löten.
-
- 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