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DE102007046356B4 - Schaltmechanik einer Fehlerstromschutzeinrichtung, Fehlerstromschutzeinrichtung sowie System mit einer Fehlerstromschutzeinrichtung und einem Leitungsschutzschalter - Google Patents

Schaltmechanik einer Fehlerstromschutzeinrichtung, Fehlerstromschutzeinrichtung sowie System mit einer Fehlerstromschutzeinrichtung und einem Leitungsschutzschalter Download PDF

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DE102007046356B4
DE102007046356B4 DE102007046356A DE102007046356A DE102007046356B4 DE 102007046356 B4 DE102007046356 B4 DE 102007046356B4 DE 102007046356 A DE102007046356 A DE 102007046356A DE 102007046356 A DE102007046356 A DE 102007046356A DE 102007046356 B4 DE102007046356 B4 DE 102007046356B4
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Johann Herrmann
Andreas Mundt
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Siemens AG
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Priority to DE502008001433T priority patent/DE502008001433D1/de
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Priority to BRPI0806103-3A priority patent/BRPI0806103A2/pt
Priority to AT08803357T priority patent/ATE483247T1/de
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Abstract

Schaltmechanik (1) einer Fehlerstromschutzeinrichtung (30) zum Schalten eines Leitungsschutzschalters über eine an einem Schalthebel (9) befestigte Kupplung zum Leitungsschutzschalter, 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 wobei an dem zweiten Ende (6) des Bügels (4) eine Klinke (7) angelenkt ist, die eine Nut (8) zur Führung eines Zapfens (10) des 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.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltmechanik einer Fehlerstromschutzeinrichtung zum Schalten eines Leitungsschutzschalters. Ferner betrifft die Erfindung eine Fehlerstromschutzeinrichtung sowie ein System aufweisend eine Fehlerstromschutzeinrichtung und einen neben der Fehlerstromschutzeinrichtung angeordneten Leitungsschutzschalter.
  • Fehlerstromschutzeinrichtungen sind Schaltgeräte, die bei einem Fehler, insbesondere einem Isolationsfehler, in elektrischen Geräten und Anlagen diese innerhalb von weniger als 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.
  • 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.
  • Fehlerstromschutzschalter (FI-Schalter; FI = Fehlerstrom) sind für bestimmte elektrische Anlagen vorgeschrieben, so zum Beispiel für elektrische Anlagen auf Baustellen, in Wohngebäuden, in Zweckbauten wie Bürogebäuden oder Kaufhäusern und in der Industrie.
  • Fehlerstromschutzeinrichtungen schützen Personen im Fehlerfall vor gefährlichen Körperströmen sowohl bei indirektem als auch direktem Berühren durch sofortiges Abschalten. 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.
  • Ferner gibt es kombinierte Fehlerstrom- und Leitungsschutzschalter (FI/LS-Schalter), die Leitungs- und Personenschutz in einem Gerät vereinen.
  • Zum nachträglichen Anbau an Leitungsschutzschalter stehen so genannte FI-Blöcke in zwei-, drei- und vierpoliger Ausführung, Bemessungsströmen von 6 bis 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.
  • Netzspannungsunabhängige FI-Blöcke und netzspannungsabhängige DI-Blöcke sind Fehlerstromschutzeinrichtungen, die über keine eigenen Schaltkontakte verfügen, sondern als Zusatzgerät an einen Leitungsschutzschalter (LS-Schalter) angebaut werden und dessen Kontakte nutzen. Die Schaltmechanik in der Fehlerstromschutzeinrichtung, d. h. im FI-Block bzw. im DI-Block, ist dabei mit der Mechanik des Leitungsschutzschalters über eine Kupplung verbunden. Ein auftretender Fehlerstrom erzeugt in der Fehlerstromschutzeinrichtung einen elektrischen Impuls. Über ein Magnetrelais wird der Impuls dazu genutzt die Schaltmechanik in der Fehlerstromschutzeinrichtung, d. h. im FI-Block bzw. im DI-Block, auszulösen. Über die gekoppelte Schaltmechanik wird dabei auch der Leitungsschutzschalter ausgelöst, seine Kontakte aufgerissen und der Stromkreis unterbrochen. Nach Beseitigung des Isolationsfehlers muss zunächst die Fehlerstromschutzeinrichtung eingeschaltet werden, damit der Fehlerstromschutz aktiv ist. Erst dann lässt sich der Leitungsschutzschalter einschalten und damit der Stromkreis zum Verbraucher schließen. Ein FI-Block bzw. DI-Block ist somit kein Schaltgerät, sondern eine Schutzeinrichtung.
  • Eine Auslöseeinheit, insbesondere ein elektromagnetischer Auslöser, der Fehlerstromschutzeinrichtung dient dazu bei einem auftretenden Fehlerstromfluss ein Spannungssignal in eine mechanische Bewegung umzuwandeln. Bei der mechanischen Bewegung kann es sich beispielsweise um die Drehung eines Schalthebels oder Schaltbügels, oder um die lineare Bewegung eines Stößels handeln.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Im Lichte der Erfindung stellt eine Fehlerstromschutzeinrichtung auch eine Differenzstromschutzeinrichtung dar.
  • Eine derartige Schaltmechanik kann einfach Energie, speichern um diese zur Bewegung eines Schalthebels eines über eine Kupplung angekoppelten Leitungsschutzschalters zu nutzen.
  • Ferner ist eine derartige Schaltmechanik einfach und kompakt aufgebaut. Die Schaltvorrichtung kann einfach durch Bewegung des Griffs der Schaltmechanik Federenergie speichern und diese bei Feststellung eines Fehlerstromes und damit verbundener Auslösung durch ein elektrisches bzw. 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Im Falle eines Fehlerstromes wird die Schaltmechanik entklinkt. Das bedeutet, dass die Halbwelle von einem elektromagnetischen Auslöser um ihre Drehachse gedreht wird und dabei die Verklinkungskante der Klinke, die sich beim Einschaltvorgang an der Verklinkungskante der Halbwelle eingehakt hat, wieder freigibt. Die freie Klinke kann nun das auf sie beim Einschalten aufgebrachte Drehmoment nicht mehr abstützen und verhindert nun nicht mehr, dass sich der Schalthebel mit Hilfe des ersten Federelementes, bevorzugt eine Drehfeder, wieder in seine Aus-Stellung zurückdreht. Über die befestigbare Kupplung kann nun eine entsprechende Schaltmechanik des eingeschalteten Leitungsschutzschalters ausgelöst werden. Der Griff, der im Ein-Zustand normalerweise durch die Zugkraft im Bügel in seiner Position gehalten wird, kann sich nun, angetrieben durch eine schwache Grifffeder, wieder in seine Aus-Position bewegen.
  • Bevorzugt ist eine Schaltmechanik, die eine an dem 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.
  • Die Kupplung ist dabei in Form auf den angebauten Leitungsschutzschalter abgestimmt. Sie ragt aus der Fehlerstromschutzeinrichtung in den Leitungsschutzschalter und trägt dabei eine der Kupplungskontur der Schaltmechanik des Leitungsschutzschalters inverse Kontur, sodass sie direkt in die Schaltmechanik des Leitungsschutzschalters eingreift.
  • Die Griffe der Schaltmechaniken der 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.
  • Die voneinander unabhängigen Griffe bieten dem Anwender einen weiteren Vorteil. Im Fehlerfall, gefolgt von einer Trennung des Verbraucherstromkreises vom Netz, erkennt der Anwender an der Stellung der Griffe, welches Gerät, ob Fehlerstromschutzeinrichtung oder Leitungsschutzschalter die Trennung verursacht hat, und damit welcher Fehlerfall, ob ein Kurzschluss oder ein Erdschluss, vorliegt. Dies erleichtert dem Anwender die Suche nach der Fehlerquelle. Befinden sich zum Beispiel der Griff der Fehlerstromschutzeinrichtung in „Ein-Stellung” und der Griff des Leitungsschutzschalters in „Aus-Stellung”, liegt ein Kurzschluss bzw. eine Überlastung des Verbrauchernetzes vor. Befinden sich hingegen zum Beispiel beide Griff in „Aus-Stellung”, hat die Fehlerstromschutzeinrichtung einen Fehlerstrom, der z. B. durch einen Isolationsfehler oder durch ein Berühren eines spannungsführenden Teiles durch eine Person hervorgerufen wurde, erkannt und über die Kupplung die Trennung des Verbraucherstromkreises vom Netz durch den Leitungsschutzschalter veranlasst.
  • Bevorzugt bildet die Trägerplatine zumindest teilweise ein Gehäuseelement der Fehlerstromschutzeinrichtung, in der die Schaltmechanik angeordnet ist. D. h., die Trägerplatine kann beispielsweise ein oder mehrere Seitenelemente, ein Deckelelement und/oder ein Bodenelement der Fehlerstromschutzeinrichtung bilden. Hierdurch kann die 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Um eine Kompatibilität zu den durch Drehung auslösbaren Schalthebeln der Schaltmechanik und des Leitungsschutzschalters zu erreichen, hat die Schaltmechanik einen Freilauf in der Kupplung, d. h. in dem Mitnehmer zum Leitungsschutzschalter und zwar zwischen dem Schalthebel der Schaltmechanik und dem konzentrisch dazu gelagerten Mitnehmer. So kann die Fehlerstromschutzeinrichtung, d. h. der FI- oder DI-Block, den Leitungsschutzschalter über ein Drehen des Schalthebels und damit des Mitnehmers auslösen. Andererseits wird aber eine Drehung der Kupplung, d. h. des Mitnehmers, wegen Auslösung durch ein angebautes Reiheneinbaugerätes, z. B. eines Leitungsschutzschalter, eines Unterspannungsauslösers oder eines Arbeitstromauslöser, nicht behindert, weil sich der Mitnehmer in die entsprechende Richtung frei drehen kann. Eine schwache Freilaufdrehfeder sorgt dafür, dass der Mitnehmer nach dem Freilaufen wieder in seine Ruhestellung gedreht wird.
  • Eine Schaltmechanik, welche eine Prüftaste mit einem Prüffederelement, insbesondere einer Prüfblattfeder, aufweist, ist ebenfalls bevorzugt. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn das Prüffederelement der Prüftaste an einer Seite durch wenigstens ein zylinderförmiges Element, insbesondere durch zwei Zapfen, geführt ist, die das Prüffederelement auf eine Anschlussklemme der Schaltmechanik drücken. Die Prüftaste ist vorteilhafterweise aus Platzgründen innerhalb der Schaltmechanik angeordnet. Dabei ist die Prüftaste insbesondere zwischen dem Griff und dem Schalthebel der Schaltmechanik an der Trägerplatine angeordnet.
  • Die Prüftaste drückt auf ein Prüffederelement, insbesondere eine Blattfeder, das zugleich Rückstellelement und Kontaktelement ist. Die Spitze des Prüffederelementes berührt beim Drücken der Prüftaste einen beweglichen Schenkel des ersten Federelementes, insbesondere der Drehfeder, des Schalthebels, vorausgesetzt dieser befindet sich in seiner Ein-Position, und schließt somit den Prüfstromkreis. Die Blattfeder erreicht den beweglichen Schenkel des ersten Federelementes des Schalthebels nicht, wenn der Schalthebel sich in der Aus-Stellung befindet. Ein Schließen des Prüfstromkreises bei ausgeschalteter Schaltmechanik ist nicht möglich. Unmittelbar nach Schließen des Stromkreises wird er sofort wieder aufgerissen, da der Prüfstrom dazu führt, dass die Schaltmechanik ausgelöst und der Schalthebel und damit der bewegliche Schenkel in seine Aus-Stellung getrieben werden. Das Prüffederelement ist bevorzugt an einer Seite durch zwei 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.
  • Gemäß eines zweiten Aspektes der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Fehlerstromschutzeinrichtung zum Schalten eines Leitungsschutzschalters, wobei die Fehlerstromschutzeinrichtung eine zuvor beschriebene Schaltmechanik aufweist, gelöst.
  • Eine Fehlerstromschutzeinrichtung mit einer derartigen Schaltmechanik kann ausreichend kompakt aufgebaut werden, insbesondere maximal eine Teilungseinheit breit sein. Die Schaltmechanik ist speziell für den Einsatz in Fehlerstromschutzeinrichtungen, die kein eigenes Kontaktsystem haben, sondern einen Leitungsschutzschalter über eine Kupplung auslösen, entwickelt. Zumindest ein Seitenelement bzw. das Deckel- oder das Bodenelement des Gehäuses der Fehlerstromschutzeinrichtung kann als Trägerplatine der Schaltmechanik dienen. Hierdurch können die Abmaße der Fehlerstromschutzeinrichtung gering gehalten werden.
  • Durch die Anordnung einer derartigen multifunktionalen Schaltmechanik in der Fehlerstromschutzeinrichtung können derartige Fehlerstromschutzeinrichtungen mit einer Breite von zwei Teilungseinheiten, aber auch von nur einer Teilungseinheit, als FI- oder DI-Block, realisiert werden. Die Schaltmechanik findet dabei inklusive der Prüftaste sowie ihrer Bauteile und inklusive der Auslöseeinheit, d. h., des elektromagnetischen Auslösers, in der oberen Hälfte der 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Erfindung wird nun anhand von nicht ausschließlichen Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 Schaltmechanik einer Differenzstromschutzeinrichtung in „Ein-Stellung”;
  • 2 Schaltmechanik einer Differenzstromschutzeinrichtung in „Aus-Stellung”;
  • 3 Schaltmechanik einer Fehlerstromschutzeinrichtung in „Ein-Stellung” mit Anlegehebel;
  • 4 Schaltmechanik einer Differenzstromschutzeinrichtung in „Ein-Stellung” mit klassischem elektromagnetischen Auslöser;
  • 5 Schaltmechanik einer Fehlerstromschutzeinrichtung in „Ein-Stellung” mit kompaktem elektromagnetischen Auslöser;
  • 6 eine perspektivische Darstellung einer Schaltmechanik einer Differenzstromschutzeinrichtung in „Ein-Stellung”;
  • 7 eine perspektivische Darstellung einer Schaltmechanik einer Fehlerstromschutzeinrichtung in „Ein-Stellung” mit kompaktem elektromagnetischen Auslöser und Anlegehebel;
  • 8 eine perspektivische Darstellung einer Prüftaste, eines Prüffederelementes, eines ersten Federelementes sowie eines Prüfwiderstandes.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Trägerplatine 2 stellt ein Seitenelement des Gehäuses der Differenzstromschutzeinrichtung 30, in der die Schaltmechanik 1 angeordnet ist, dar.
  • 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.
  • Die Kompatibilität zu verschieden angeordneten Auslösesystemen 16a, 16b wird dadurch hergestellt, dass sich die Halbwelle 11 sowohl von links unten durch den Stößel des klassischen Auslösers 16a als auch von rechts oben über den Anlegehebel 17 vom Stößel eines kompakten Auslösers 16b antreiben lässt.
  • Die 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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

Claims (14)

  1. Schaltmechanik (1) einer Fehlerstromschutzeinrichtung (30) zum Schalten eines Leitungsschutzschalters über eine an einem Schalthebel (9) befestigte Kupplung zum Leitungsschutzschalter, 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 wobei an dem zweiten Ende (6) des Bügels (4) eine Klinke (7) angelenkt ist, die eine Nut (8) zur Führung eines Zapfens (10) des 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, wobei 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, wobei die Trägerplatine (2) zumindest teilweise ein Gehäuseelement der Fehlerstromschutzeinrichtung (30) bildet.
  4. Schaltmechanik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei 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, wobei 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, wobei 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, wobei der Bügel (4) zumindest bereichsweise eine L-förmige Form aufweist.
  8. Schaltmechanik nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Kupplung einen Mitnehmer aufweist.
  9. Schaltmechanik nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Schaltmechanik (1) eine Prüftaste (18) mit einem Prüffederelement (19), insbesondere einer Prüfblattfeder, aufweist.
  10. Schaltmechanik nach Anspruch 9, wobei 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, wobei 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, wobei die Fehlerstromschutzeinrichtung (30) eine Schaltmechanik (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweist.
  13. Fehlerstromschutzeinrichtung nach Anspruch 12, wobei 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, wobei die Fehlerstromschutzeinrichtung (30) nach Anspruch 12 oder 13 ausgebildet ist, wobei zwischen der Fehlerstromschutzeinrichtung (30) und dem Leitungsschutzschalter eine Kupplung vorgesehen ist, über die der Schalthebel (9) der Schaltmechanik (1) der Fehlerstromschutzeinrichtung (30) und ein Schalthebel des Leitungsschutzschalter zumindest zeitweise koppelbar sind.
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