-
Die
Erfindung betrifft einen Voll-Schutzschalter mit einem Leitungsschutzschalter
und einem daran anbaubaren Fehlerstrombauteil gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
-
Solche
Voll-Schutzschalter mit Fehlerstrombauteilen und Leitungsschutzschaltern,
die in der Gesamtheit einen Schutzschalter bilden, der einen zu überwachenden
Strompfad sowohl bei einem auftretenden Kurzschluss, als auch bei
einem thermischen Überstrom und weiterhin auch bei einem
auftretenden Fehlerstrom unterbricht, sind im Prinzip bekannt. Die
beiden Geräte, der Leitungsschutzschalter und das Fehlerstrombauteil,
werden miteinander derart gekoppelt, dass bei Auslösung
des Fehlerstrombauteils der Leitungsschutzschalter ausschaltet,
bei Ansprechen des Leitungsschutzschalters aber das Fehlerstrombauteil
in auslösebereiter Stellung verbleibt, sofern nicht der
Kurzschluss oder Überstrom mit einem Fehlerstrom verbunden
war. Derartige Voll-Schutzschalter dienen somit zur gleichen Zeit dem
Schutz des zu überwachenden Leitungsnetzes gegen Kurzschluss
und Überlastung, wie zur Verhütung von Elektrounfällen
durch Leitungsdefekte und dergleichen.
-
Die
DE 44 13 418 A1 zeigt
einen gattungsgemäßen Voll-Schutzschalter mit
einem Leitungsschutzschalter und einem daran anbaubaren Fehlerstromschutzteil.
Das Auslöserelement des Schaltschlosses des Fehlerstromschutzteils
ist dabei mit einem Koppelelement mit dem Leitungsschutzschalter gekoppelt.
Das Koppelelement wirkt mit dem Auslösehebel des Leitungsschutzschalters
dabei derart zusammen, dass es bei einer Auslösung des
Fehlerstromschutzteils immer den Auslösehebel des Leitungsschutzschalters
in Richtung Entklinkung der Verklinkungsstelle des Schaltschlosses des
Leitungsschutzschalters beaufschlagt. Weiterhin sind das Fehlerstromschutzteil
und der Leitungsschutzschalter über einen Schieber miteinander
verbunden. Der Schieber sorgt im Zusammenwirken mit einem Hebelmechanismus
in dem Fehlerstrombauteil dafür, dass das Fehlerstrombauteil
betätigbar ist, auch wenn der Leitungsschutzschalter, zum
Beispiel aufgrund eines Überstromes, ausgelöst
hat.
-
Wenn
nach einem Ansprechen des Fehlerstrombauteils die Ursache hierfür,
also das Auftreten eines Fehlerstroms wieder abgeklungen ist, dann verbleibt
das Schaltschloss des Fehlerstrombauteils in seiner ausgelösten
Stellung, solange, bis es durch manuelle Betätigung des
Schaltknebels des Fehlerstrombauteils zurückgesetzt wird.
Erst bei dem manuellen Rücksetzen des Schaltschlosses des
Fehlerstrombauteils gelangt das Koppelelement wieder in eine Lage,
in der die Beaufschlagung des Auslösehebels des Leitungsschutzschalters
in Richtung Entklinkung der Verklinkungsstelle des Schaltschlosses
des Leitungsschutzschalters aufgehoben ist und daher die Verklinkungsstelle
des Schaltschlosses des Leitungsschutzschalters wieder verklinkt
werden kann.
-
Dann
erst kann der Leitungsschutzschalter über seinen Schaltknebel
manuell wieder eingeschaltet werden.
-
Durch
die mechanische Hebelübersetzung in dem Fehlerstrombauteil,
die die Drehbewegung des Schaltknebels auf eine Verschiebebewegung
des Koppelelementes überträgt, ist zwangsläufig
ein gewisser Vorlauf des Schaltknebels des Fehlerstrombauteils erforderlich.
Das heißt, der Schaltknebel des Fehlerstrombauteils muss
erst um einen bestimmten Winkel in Richtung auf die Einschaltstellung
hin verdreht werden, und erst dann gelangt das Koppelelement in
eine solche Lage, in der es ein Wiederverklinken der Verklinkungsstelle
des Leitungsschutzschalters erlaubt.
-
Wenn
nach dem Auslösen des Fehlerstrombauteils und dem dadurch
erzwungenen Ausschalten des Leitungsschutzschalters letzterer wieder
eingeschaltet werden soll, muss zunächst das Fehlerstrombauteil
eingeschaltet werden, dann erst ist ein Einschalten des Leitungsschutzschalters
möglich.
-
Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein vereinfachtes und
gemeinsames Wiedereinschalten des Fehlerstrombauteils und des Leitungsschutzschalters
bei einem Voll-Schutzschalter zu ermöglichen.
-
Die
Aufgabe wird gelöst durch einen gattungsgemäßen
Voll-Schutzschalter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs
1.
-
Erfindungsgemäß also
sind der erste Schaltknebel des Fehlerstrombauteils und der zweite Schaltknebel
des Leitungsschutzschalters mittels eines zweiten Koppelelementes
gekoppelt, wobei das zweite Koppelelement den ersten Schaltknebel
gegen den zweiten Schaltknebel in Richtung auf seine Einschaltstellung
hin um den vorgebbaren Vorlaufwinkel verschwenkend beaufschlagt.
-
Eine
sehr vorteilöhafte Ausführungsform ist durch einen
gattungsgemäßen Voll-Schutzschalter gegeben, bei
dem das erste Schaltschloss mittels eines ersten Koppelelementes
mit einem Auslösehebel des zweiten Schaltschlosses derart
koppelbar ist, dass, wenn das erste Schaltschloss des Fehlerstrombauteilsin
seinen Entklinkungszustand übergeht und der erste Schaltknebel
in seine Ausschaltstellung verschwenkt, über das erste
Koppelelement und den Auslösehebel eine Verklinkungsstelle
des zweiten Schaltschlosses in ihrer Entklinkungslage gehalten ist.
Diese Ausführungsform ist weiterhin dadurch gekennzeichnet,
dass das zweite Koppelelement bei einer erzwungenen Verbringung
aus einer ersten, mit der Ausschaltstellung des zweiten Schaltknebels
korrespondierenden Lage in eine zweite, mit der Einschaltstellung
des zweiten Schaltknebels korrespondierenden Lage, zunächst
nur den ersten Schaltknebel des Fehlerstrombauteils verschwenkend
beaufschlagt und diesen dadurch um einen vorgebbaren Vorlaufwinkel
verschwenkt, bevor es auch den zweiten Schaltknebel des Leitungsschutzschalters
verschwenkend beaufschlagt.
-
Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Schaltknebel durch das zweite Koppelelement gegenüber
seiner Ausschaltstellung wenigstens um den Vorlaufwinkel gegen den
zweiten Schaltknebel und in Richtung auf seine Einschaltstellung
hin verschwenkt und gehalten ist.
-
Dabei
ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Vorlaufwinkel
so bemessen, dass das vorlaufende Verschwenken des ersten Schaltknebels das
erste Schaltschloss des Fehlerstrombauteils in einen solchen Zustand
versetzt, in dem dieses über das erste Koppelelement den
Auslösehebel des Leitungsschutzschalters freigibt und die
Verklinkungsstelle des zweiten Schaltschlosses dadurch wieder verklinkbar
ist. Insgesamt ist somit ein gemeinsames Einschalten des Fehlerstrombauteils
und des Leitungsschutzschalters durch Betätigen eines einzigen Bedienelementes
ermöglicht.
-
Insbesondere
bietet ein erfindungsgemäßer Voll-Schutzschalter
den Vorteil, dass er über einen an ihn angereihten Motor
ferngesteuert zwangsweise wieder eingeschaltet werden kann. Ein
zwangsweises Wiedereinschalten eines Leitungsschutzschalters über
einen angereihten Schaltmotor ist zwar im Prinzip bekannt. Ohne
die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Voll-Schutzschalters
könnte jedoch ein zum Fernantrieb angereihter Motor über
seinen Motorarm nur entweder den Leitungsschutzschalter oder nur
das Fehlerstrombauteil zum Wiedereinschalten antreiben. Ein Einschalten
des Leitungsschutzschalters ohne vorheriges Einschalten des Fehlerstrombauteils
würde, wie oben dargelegt, nicht funktionieren. Ebenso
wenig würde nach dem Einschalten des Fehlerstrombauteils
gleichzeitig der Leitungsschutzschalter eingeschaltet werden, denn dazu
bedarf es bei den im stand der Technik bekannten Geräten
einer eigenen Betätigung des Schaltknebels des Leitungsschutzschalters.
Erst dadurch, dass in Folge der erfindungsgemäßen
Lehre ein gemeinsames Einschalten des Fehlerstrombauteils und des Leitungsschutzschalters
durch ein einziges Bedienelemente möglich ist, kann ein
solcher erfindungsgemäßer Voll-Schutzschalter
durch einen daran angereihten Motor ferngesteuert gemeinsam zwangsweise
wieder eingeschaltet werden.
-
Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung und
weitere Vorteile sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
-
Anhand
der Zeichnungen, in denen 6 Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert
und beschrieben werden.
-
Es
zeigen:
-
1 eine
erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Voll-Schutzschalters als baulich – funktionelle Vereinigung
eines einpolig abschaltenden Leitungsschutzschalters mit einem Fehlerstrombauteil,
in schematischer Darstellung,
-
2 eine
Aufsicht auf die Breitseite eines erfindungsgemäßen
Voll-Schutzschalters gemäß einer zweiten Ausführungsform,
-
3 eine
dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Voll-Schutzschalters als baulich – funktionelle Vereinigung
einer dreipolig abschaltenden Aneinanderreihung dreier einpolig
abschaltender Leitungsschutzschalter mit einem Fehlerstrombauteil,
in schematischer Darstellung,
-
4 eine
vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Voll-Schutzschalters als baulich – funktionelle Vereinigung
einer dreipolig abschaltenden Aneinanderreihung dreier einpolig
abschaltender Leitungsschutzschalter mit einem Fehlerstrombauteil und
mit einem zusätzlich angereihten Antriebsmotor zur ferngesteuerten
Zwangseinschaltung, in schematischer Darstellung, wobei der Vorlauf
im Motorarm realisiert ist,
-
5 eine
Variante der Ausführungsform gemäß der 4,
wobei der Vorlauf in der Verbindungskupplung realisiert ist,
-
6 eine
sechste Ausführungsform der Erfindung, sowie
-
7 eine
schematische Auf- und Einsicht in die Kopplung gemäß der 6.
-
Gleiche
oder gleichwirkende Bauteile, Elemente oder Baugruppen sind in den 1 bis 5 jeweils
mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.
-
Es
werde zunächst die 1 betrachtet.
Diese zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Voll-Schutzschalter 1.
Dieser setzt sich zusammen aus einer baulich – funktionellen
Vereinigung eines einpolig abschaltenden Leitungsschutzschalters 2 mit
einem Fehlerstrombauteil 4, wobei die zu kombinierenden
Schalterelemente 2, 4 jeweils in Schmalbauweise
und mit gleicher Gehäusekontur ausgeführt sind.
Bei dem Fehlerstrombauteil 4 handelt es sich im Prinzip
um einen Fehlerstromschutzschalter ohne Kontaktstelle und ohne Anschlussleiter.
Er umfasst jedoch den Auslöse – und Schaltmechanismus wie
jeder als einzelnes Schalterelement verwendete Fehlerstromschutzschalter
auch. Insbesondere umfasst er also ein erstes Schaltschloss 8,
welches manuell von außen über einen ersten Schaltknebel 6, welcher
entlang einer Wirklinie 20 mit dem ersten Schaltschloss 8 zusammenwirkt,
ein- beziehungsweise ausgeschaltet werden kann. Das Schaltschloss 8 in
dem hier gezeigten schematischen Beispiel soll außer den
mechanischen Teilen wie beispielsweise Verklinkungsstelle und Hebelmechanismus
funktional auch noch den Auslösemechanismus umfassen, welcher
beispielsweise in bekannter Art und Weise einen Wandler mit einer
Sekundärwicklung und einen damit zusammenwirkenden Magnetauslöser
nach dem Klappanker – oder dem Schlagankerprinzip beinhaltet.
Im Einzelnen sollen der Schalt – und Auslösemechanismus
des Fehlerstrombauteils 4 und auch des Leitungsschutzschalters 2 hier
nicht weiter beschrieben werden, da sie im Prinzip bekannt sind.
-
Bei
Auftreten eines Fehlerstroms kann das Fehlerstrombauteil 4 somit
nicht selbsttätig den zu überwachenden Stromkreis
unterbrechen. Vielmehr wird zum Unterbrechen des Stromkreises der
Leitungsschutzschalter 2 verwendet, dessen Schaltschloss 14 über
eine Wirklinie 24 die Kontaktstelle 26 in einem
Strompfad 28 öffnet oder schließt, wobei
der Strompfad 28 zwischen einer Eingangsklemme 30 und
einer Ausgangsklemme 32 in den zu überwachenden
Stromkreis hineingeschaltet wird. Das Schaltschloss 14 des
Leitungsschutzschalters kann von außen über einen
zweiten Schaltknebel 16 manuell betätigt werden
und wirkt dann entlang einer Wirklinie 22 mit dem Schaltschloss 14 zusammen.
In der schematischen Darstellung gemäß der 1 können
in dem Schaltschloss 14 die in Leitungsschutzschaltern üblicherweise
vorhandenen thermischen und/oder magnetischen Auslöser
als funktional mit umfasst gedacht werden. Auf ihre Ausführungsform
soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht näher eingegangen
werden, da sie prinzipiell bekannt sind.
-
Das
zweite Schaltschloss 14 in dem Leitungsschutzschalter 2 umfasst
einen Auslösehebel 12. Wenn dieser in seiner Auslöserstellung
gehalten ist, verhindert er ein Verklinken der ebenfalls in dem zweiten
Schaltschloss 14 vorhandenen Verklinkungsstelle (diese
ist hier nicht explizit gezeichnet), was zur Folge hat, dass das
zweite Schaltschloss 14 über den zweiten Schaltknebel 16 nicht
eingeschaltet werden kann.
-
Das
erste Schaltschloss 8 des Fehlerstrombauteils 2 ist über
ein erstes Koppelelement 10 mit dem Auslösehebel 12 gekoppelt.
Das erste Koppelelement 10 kann ein Schieber oder ein Hebel
sein, der die gemeinsamen Breitseiten des Leitungsschutzschalters 2 und
des Fehlerstrombauteils 4 an einer dafür vorgesehenen
Stelle und durch dafür vorgesehene Öffnungen in
den Breitseiten durchgreift.
-
Die
beiden Schaltknebel 6, 16 des Fehlerstrombauteils 4 beziehungsweise
des Fehlerstromschutzschalters 2 sind über ein
zweites Koppelelement 18 miteinander mechanisch gekoppelt.
-
In
der Darstellung nach 1a befinden sich die beiden
Schaltknebel 6, 16 in ihrer jeweiligen Ausschaltstellung.
Das erste Schaltschloss 8 des Fehlerstrombauteils 4 befindet
sich in seinem Entklinkungszustand. Durch die Schaltschlossmechanik
wird bewirkt, dass das erste Koppelelement 10 in einer
solchen Lage gehalten ist, dass es den Auslösehebel 12 in
einer solchen Position hält, in der dieser die Verklinkungsstelle
des zweiten Schaltschlosses 14 in deren Entklinkungslage
hält. Das zweite Koppelelement 18 befindet sich
in einer ersten Lage, welche im Folgenden auch als Ausschaltlage
bezeichnet wird.
-
In
der Darstellung nach 1c befinden sich die beiden
Schaltknebel 6, 16 in ihrer jeweiligen Einschaltstellung.
Das erste Schaltschloss 8 ist dadurch in einen solchen
Zustand übergegangen, in dem es das erste Koppelelement 10 in
einer Freigabeposition hält, so dass das erste Koppelelement 10 den Auslösehebel 12 des
Leitungsschutzschalters 2 freigegeben hat, so dass dadurch
die Verklinkungsstelle des zweiten Schaltschlosses 14 verklinkbar
wurde und das zweite Schaltschloss 14 durch Umlegen des zweiten
Schaltknebels 16 in seine Einschaltstellung eingeschaltet
wurde. In dem eingeschalteten Zustand schließt das zweite
Schaltschloss 14 entlang der Wirklinie 24 die
Kontaktstelle 26 in dem Strompfad 28. Das zweite
Koppelelement 18 befindet sich hierbei in einer zweiten
Lage, welche im folgenden auch als Einschaltlage bezeichnet wird.
-
In
der Darstellung nach 1b wurde das zweite Koppelelement 18 ein
Stück weit in Richtung des Pfeiles P nach rechts auf seine
Einschaltlage hin bewegt. Es befindet sich in einer Zwischenlage
zwischen der Einschalt – und der Ausschaltlage. Die Kopplung
zwischen dem zweiten Koppelelement 18 und den beiden Schaltknebeln 6, 16 ist
so gestaltet, das bei der in der 1b gezeigten
teilweise erzwungenen Verbringung des zweiten Koppelelementes 18 in
die Zwischenlage der zweite Schaltknebel 16 des Fehlerstromschutzschalters 2 in
seiner Ausschaltstellung bleibt. Der erste Schaltknebel 6 des
Fehlerstrombauteils 4 hingegen wird durch das zweite Koppelelement
in Richtung auf seine Einschaltstellung hin verschwenkend beaufschlagt
und um einen Vorlaufwin kel α in Richtung auf seine Einschaltstellung hin
verbracht. Der Vorlaufwinkel α ist ausreichend groß,
um das erste Schaltschloss 8 in einen solchen Zustand zu
versetzen, in dem dieses über das erste Koppelelement 10 den
Auslösehebel 12 freigibt. Die Verklinkungsstelle
des zweiten Schaltschlosses 14 ist nun wieder verklinkbar.
Da aber der zweite Schaltknebel 16 des Leitungsschutzschalters 2 noch
in seiner Ausschaltstellung steht, findet die Verklinkung des zweiten
Schaltschlosses 14 noch nicht statt.
-
Typische
Vorlaufwinkel liegen, je nach der konkreten mechanischen Konstruktion
der Schaltwerke und der Hebelmechanismen bei Werten im Bereich zwischen
9° und 40°.
-
Bei
einer weiteren Bewegung des zweiten Koppelelementes 18 über
die Zwischenlage hinaus in die Einschaltlage gemäß 1c wird
dann durch das zweite Koppelelement 18 auch der zweite
Schaltknebel 16 in seine Einschaltstellung verschwenkt.
-
Insgesamt
ist somit durch die erzwungene Verbringung des zweiten Koppelelementes 18 aus seiner
Ausschaltlage in seine Einschaltlage ein gemeinsames Einschalten
des Leitungsschutzschalters 2 und des Fehlerstrombauteils 4 durch
Bewegung nur eines einzigen Koppelelementes ermöglicht
worden. Ohne die erfindungsgemäße Kopplung der
beiden Schaltknebel 6, 16 mit dem zweiten Koppelelement 18 hätte
zuerst der erste Schaltknebel 6 des Fehlerstrombauteils
in seine Einschaltposition gebracht werden müssen, und
erst danach hätte der Leitungsschutzschalter 2 eingeschaltet
werden können.
-
Es
werden nun die 3 betrachtet. Der Unterschied
zwischen der in der 3 dargestellten Ausführungsform
und der oben beschriebenen Ausführungsform gemäß der 1 besteht
darin, dass in der 3 anstelle eines einzelnen Leitungsschutzschalters
einer Aneinanderreihung von drei Leitungsschutzschaltern 201, 202, 203 vorgesehen
ist. Die drei Leitungsschutzschalter 201, 202, 203 bilden
zusammen einen dreipolig abschaltenden Leitungsschutzschalter-Block.
Der Auslösehebel 122 des Schaltschlosses 142 in
dem mittleren Leitungsschutzschalter 202 ist über
eine Kupplung 34 mit dem Schaltschloss 141 in
dem Leitungsschutzschalter 201 gekoppelt. Ebenso ist der
Auslösehebel 123 des Schaltschlosses 143 des
Leitungsschutzschalters 203 über eine Kupplung 36 mit
dem Schaltschloss 142 des Leitungsschutzschalters 202 gekoppelt.
Der Auslösehebel 121 des Schaltschlosses 141 des
Leitungsschutzschalters 201 ist über ein erstes
Koppelelement 10 mit dem Schaltschloss 8 des Feh lerstrombauteils 4 gekoppelt.
Dadurch ist sichergestellt, dass, wenn im Falle einer Fehlerstromauslösung
des Schaltwerks 8 des Fehlerstrombauteils 4 über
das erste Koppelelement 10 das Schaltwerk 141 des
an das Fehlerstrombauteil 4 direkt anliegenden Leitungsschutzschalters 201 zwangsweise
ausgelöst wird, gleichzeitig auch die Schaltwerke 142 und 143 der
an den Leitungsschutzschalter 201 angereihten Leitungsschutzschalter 202 und 203 ausgelöst
werden. Jeder der Leitungsschutzschalter 201, 202, schützt
einen Polstrompfad. Bei einer zwangsweisen Auslösung über
das Fehlerstrombauteil 4 im Fehlerstromfall werden somit
alle drei Polstrompfade abgeschaltet.
-
Damit
die drei Polstrompfade auch wieder gemeinsam eingeschaltet werden
können, sind die drei Schaltknebel 161, 162, 163 der
drei Leitungsschutzschalter 201, 202, 203 über
ein drittes Koppelelement 38 miteinander verbunden. Diese
Verbindung dreier aneinander gereihter einpoliger Leitungsschutzschalter
um einen dreipoligen Schutz zu erreichen ist im Prinzip bekannt.
-
Um
zu einem Voll-Schutzschalter zu gelangen, der eine baulich – funktionelle
Vereinigung eines dreipolig abschaltenden Verbundes dreier einpoliger Leitungsschutzschalter
mit einem Fehlerstrombauteil 4 realisiert, ist der erste
Schaltknebel 6 des Fehlerstrombauteils 4 über
ein zweites Koppelelement 18 mit dem dritten Koppelelement 38,
welches die drei Schaltknebel 161, 162, 163 miteinander
verbindet, gekoppelt. Die Art und funktionelle Ausgestaltung dieser
Kopplung ist entsprechend der oben bezüglich der Ausführungsform
gemäß 1 beschrieben ausgeführt.
Wenn also das zweite Koppelelement 18 zwangsweise in Richtung
des Pfeils P aus seiner Ausschaltlage gemäß der 3a in
Richtung auf seine Zwischenlage gemäß der 3b hin
verbracht wird, so verbleibt das dritte Koppelelement 38 zunächst
in seiner Position, und nur der Schaltknebel 6 des Fehlerstrombauteils 4 wird
von dem Koppelelement 18 um den oben beschriebenen Vorlaufwinkel α verschwenkt.
Eine weitere Verschiebung des Koppelelements 18 in Richtung
des Pfeils P bewirkt dann auch ein Verschieben des dritten Koppelelements 38 und
damit ein Verschwenken der drei Schaltknebel 161, 162, 163,
wodurch die drei Polstrompfade wieder eingeschaltet werden.
-
Es
werde nun die 4 betrachtet. In der hier gezeigten
Ausführungsform ist an dem Voll-Schutzschalter 101,
wie er in der 3 beschrieben wurde, ein Antriebsmotor 40 angereiht,
welcher eine angetriebene Welle 42 umfasst. Der Motor 40 dient
zum ferngesteuerten Wiedereinschalten des Voll-Schutzschalters 101.
Hier erfolgt die Kopplung zwischen dem Schaltknebel 6 des
Fehlerstrombauteils 4 und dem dritten Koppelelement 38,
welches die Schaltknebel der drei aneinander gereihten einpolig
schaltenden Leitungsschutzschalter miteinander verbindet, über
ein zweites Koppelelement in Gestalt eines Motorarms 181.
Der Motorarm 181 ist mit der Welle 42 gekoppelt.
Wenn der Motor 40 durch ein von Ferne gesteuertes Signal
dem Befehl zum Einschalten erhält, so wird die Welle 42 angetrieben
und dreht sich in Richtung des Drehpfeiles 42. Dadurch wird
der Motorarm 181 zwangsweise in Richtung des Pfeils P verbracht.
Die Kopplung des Motorarms 181 mit dem Schaltknebel 6 des
Fehlerstrombauteils 4 und dem dritten Koppelelement 38 ist
funktional genauso ausgestaltet, wie bei dem in der 3 beschriebenen
Ausführungsbeispiel die Kopplung zwischen dem zweiten Koppelelement 18 und
dem Schaltknebel 6 sowie dem dritten Koppelelement 38. Beim
Einschalten des Motors wird somit zunächst der Schaltknebel 6 um
den Vorlaufwinkel α verschwenkt, so dass die Verklinkungsstellen
in den drei Schaltwerken der drei aneinandergereihten einpolig schaltenden
Leitungsschutzschaltern wieder verklinkbar werden, und anschließend
wird das dritte Koppelelement 38 in Einschaltrichtung der
Schaltknebel der Leitungsschutzschalter weiter bewegt. Dadurch ist ein
gemeinsames Einschalten aller drei Leitungsschutzschalter und des
Fehlerstrombauteils über den Motorarm des fernsteuerbaren
Schaltmotors 40 möglich.
-
Es
werde nun die 5 betrachtet. Auch in der hier
gezeigten Ausführungsform ist an dem Voll-Schutzschalter 101,
wie er in der 3 beschrieben wurde, ein Antriebsmotor 40 angereiht,
welcher eine angetriebene Welle 42 umfasst. Die Kopplung zwischen
dem ersten Schaltknebel 6 des Fehlerstrombauteils 4 und
den zweiten Schaltknebeln 161, 162, 163 der
zu einem dreipolig abschaltenden Leitungsschutzschalter aneinander
gereihten einpoligen Leitungsschutzschalter 201, 202, 203 erfolgt
hier über ein als gemeinsame Kupplung ausgebildetes zweites
Koppelelement 182. die Kupplung beziehungsweise das zweite
Koppelelement unter zwei in 80 ist über ein viertes
Koppelelement 381 mit der Welle 42 des Motors 40 verbunden.
Die Vorlauffunktion ist dabei in der gemeinsamen Kupplung 182 verwirklicht.
Die Teilfigur 5a zeigt, ähnlich wie oben bereits bei den 1, 3, 4 beschrieben,
die Ausschaltstellung, die 5c zeigt
die gemeinsame Einschaltstellung, und die 5b zeigt
die Zwischenstellung. In der Zwi schenstellung gemäß der 5b hat
das vierte Koppelelement 381, angetrieben über
die Welle 42 von dem Motor 40, die gemeinsame
Kupplung 182 soweit in Pfeilrichtung des Pfeils P verbracht,
dass der erste Schaltknebel 6 um den Vorlaufwinkel α verschwenkt
wurde, aber zweiten Schaltknebel 161, 162, 163 in
ihrer Ausschaltstellung verblieben sind. Bei weiterem zwangsweisen
Verbringen des zweiten Koppelelementes 182 in seine Ausschaltstellung
gemäß der 5c werden
auch die zweiten Schaltknebel 161, 162, 163 von
dem zweiten Koppelelement 182 in ihre Einschaltstellung verschwenkt.
In der Ausführungsform gemäß der 5 ist
also die Kupplungsfunktion der drei Schaltknebel 161, 162, 163 der
Leitungsschutzschalter mit der Vorlauffunktion bezüglich
des ersten Schaltknebels 6 des Fehlerstrombauteils 4 in
einem gemeinsamen Bauelement, nämlich in der gemeinsamen Kupplung 182,
verwirklicht.
-
Bei
den bisher beschriebenen Ausführungsformen war immer davon
ausgegangen worden, dass der erste Schaltknebel 6 des Fehlerstrombauteils 4 bei
einer Auslösung desselben vollständig in seiner Ausschaltlage
verschwenkt wird, welches jeweils der in den Teilzeichnungen a der 1, 3, 4 oder 5 dargestellten
Situation entspricht. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich.
Beim Zusammenbauen eines erfindungsgemäßen Voll-Schutzschalters
könnte auch so vorgegangen werden, dass durch das Montieren
des zweiten Koppelelementes 18 beziehungsweise des Motorarms 181 beziehungsweise
der gemeinsamen Kupplung 182 der erste Schaltknebel 6 des
Fehlerstrombauteils 4 zwangsweise in seine in den Teilzeichnungen
b der 1, 3, 4 oder 5 dargestellten
Zwischenlage oder „Vorlauflage” verbracht und
dort gehalten ist. Das gemeinsame Einschalten des Fehlerstrombauteils 4 und
der Leitungsschutzschalter würde dann aus dieser Position
heraus erfolgen. Die in den Teilzeichnungen a der 1, 3, 4, 5 dargestellte
Position würde nach dem Montieren des Voll-Schutzschalters
nicht mehr erreicht. Der Vorlaufwinkel α ist ab diesem
Zeitpunkt dann immer in dem Fehlerstrombauteil 4 eingestellt,
die Verklinkungsstelle in den Leitungsschutzschaltern bleiben ab
diesem Zeitpunkt immer verklinkbar. Im gemeinsam eingeschalteten
Zustand, welcher den Teilzeichnungen c der 1, 3, 4 oder 5 entspricht,
ergäbe sich keine Änderung. Beim Auslösen des
Fehlerstrombauteils 4 würde das erste Schaltschloss 8 in
dem Fehlerstrombauteil 4 entklinken und dadurch das erste
Koppelelement 10 in seine Ausschaltstellung gebracht, in
der es den Auslösehebel 12 des an das Fehlerstrombauteil 4 angereihten
Leitungsschutzschalters in seine Auslö serstellung bringt.
Lediglich der erste Schaltknebel 6 des Fehlerstrombauteils 4 würde
nicht in seine Ausschaltstellung zurückfallen können,
sondern er würde in der Zwischenlage oder „Vorauflage” verbleiben.
Dadurch würde das erste Schaltschloss 8 des Fehlerstrombauteils 4 nach
dem Auslösen direkt wieder in den verklinktem Zustand übergehen,
und das erste Koppelelement 10 würde direkt in
den Zustand übergehen, in dem es den Auslösehebel 12 es
Leitungsschutzschalters freigibt, so dass dieser unmittelbar wieder
in seine verklinkbare Position über den kann. Das zweite
Schaltschloss 14 des Leitungsschutzschalters 2 wäre
dann unmittelbar nach dem Auslösen wieder zum Einschalten über
den zweiten Schaltknebel 16 bereit. Diese Variante erfordert
nur geringe konstruktive Änderungen an dem zweiten Koppelelement 18 beziehungsweise
dem Motorarm 181 beziehungsweise der gemeinsamen Kupplung 182.
Sie erleichtert jedoch das gemeinsame einschalten über den
angereihten Schaltmotor 40, da das vorher noch erforderlichen
Verschwenken des ersten Schaltknebels 6 des Fehlerstrombauteils 4 um
den Vorlaufwinkel α nun entbehrlich ist. Dies ist bei allen
hier beschriebenen Varianten zum Aufbau eines erfindungsgemäßen
Voll-Schutzschalters möglich.
-
Bisher
wurde das Fehlerstrombauteil 4 als ein wie ein Fehlerstromschutzschalter
wirkendes Bauteil beschrieben, dass jedoch nicht über die
Möglichkeiten verfügt, direkt einen Strompfad
zu unterbrechen, das also nicht über eine Kontaktstelle
mit den entsprechenden Anschlussleitern, den festen und beweglichen
Kontaktstücken und den Kontakthebeln verfügt.
Selbstverständlich könnte jedoch auch ein als
selbstständiger Fehlerstromschutzschalter verwendbares
Bauteil, das dann auch noch über eigene Möglichkeiten
der Strompfad-Unterbrechung verfügt, es als Fehlerstrombauteil
in einem erfindungsgemäßen Voll-Schutzschalter
verwendet werden.
-
Es
werde jetzt die 2 betrachtet. Hier ist eine
Aufsicht auf die Breitseite 80 eines erfindungsgemäßen
Voll-Schutzschalters 102 gemäß einer
weiteren Ausführungsform dargestellt. Der Voll-Schutzschalter 102 umfasst
ein Fehlerstrombauteil 84 und einen daran angereihten Leitungsschutzschalter-Block.
Der Leitungsschutzschalter-Block und das Fehlerstrombauteil 84 besitzen
Gehäuse mit etwa der gleichen Gehäusekontur. Diese
umfasst eine vordere und hintere Frontseiten 81, 82, 83,
vordere und hintere Schmalseiten 85, 86, eine
Befestigungsseite 87 und Breitseiten 80. Die Befestigungsseite 87 ist zur
Befestigung des Voll-Schutzschalters 102 auf einer Tragschiene
einer Installationsverteilung vorgesehen. Dort ist der Voll-Schutzschalter 102 gegebenenfalls mit
anderen Installationsschaltgeräten oder auch mit Hilfsgeräten
wie beispielsweise einem Schaltmotor sofern Einschaltung aneinander
gereiht angebracht. Die Aneinanderreihung der Geräte erfolgt
an ihren Breitseiten. Aufgrund der weit gehend deckungsgleichen
Gehäusekontur der Geräte ist in der Ansicht nach 2 nur
die Breitseite des Fehlerstrombauteils 84 zu erkennen.
Der Leitungsschutzschalter befindet sich senkrecht zur Zeichenebene hinter
dem Fehlerstrombauteil 84, er ist nahezu vollständig
von dem Fehlerstrombauteil 84 abgedeckt.
-
An
der vorderen Frontseite 81 des Fehlerstrombauteils 84 und
auch des dahinterliegenden Leitungsschutzschalters befindet sich
eine domartige Vorwölbung 88, welche Teile des
mechanischen Schaltwerks umfasst und entlang deren gewölbten Außenfläche
der erste Schaltknebel 6 des Fehlerstrombauteils und der
zweite Schaltknebel des Leitungsschutzschalters verschwenkt werden
können. In der Ausschaltstellung, welche in der 2a dargestellt
ist, ist der erste Schaltknebel 6 des Fehlerstrombauteils
in einer gegenüber dem zweiten Schaltknebel 16 des
Leitungsschutzschalters versetzten Position befindlich, so dass
in der Aufsicht auf die Breitseite 80 der zweite Schaltknebel 16 hinter
dem Fehlerstrombauteil 84 sichtbar ist. Die beiden Schaltknebel 6, 16 haben
unterschiedliche Drehpunkte 89, 90. Die beiden
Drehpunkte 89, 90 sind auf einer Linie senkrecht
zur Befestigungsseite 87 in einem Abstand d gelegen. Der
Drehpunkt 89 des ersten Schaltknebels 6 des Fehlerstrombauteils 84 liegt
dabei unterhalb des Drehpunktes 90 des zweiten Schaltknebels 16 des
Fehlerstromschutzschalters, aus der Richtung der vorderen Frontseite 81 gesehen.
Die Bewegungsbahn des ersten Schaltknebels 6 des Fehlerstrombauteils 84 folgt
dabei einem Kreisbogen um den Drehpunkt 89, welche einen
größeren Radius r1 hat als die Bewegungsbahn des
zweitem Schaltknebels 16 des Leitungsschutzschalters, welche
einem Kreisbogen um den Drehpunkt 90 folgt und einen Radius
r2 hat, welcher kleiner ist als der Radius r1. Die Lage der beiden
Drehpunkte 89, 90 und die Radien r1 und r2 sind
so gewählt, dass im Bewegungsbereich der beiden Schaltknebel 6, 16 entlang
der gewölbten Oberfläche der domartigen Vorwölbung 88 zwischen
der Ausschaltstellung (siehe 2a) und der
Einschaltstellung (siehe 2c) die
Bewegungsbahnen der beiden Schaltknebel 6, 16 in
etwa auf der gewölbten Oberfläche der domartigen
Vorwölbung 88 zu liegen kommen.
-
Die
beiden Schaltknebel 6, 16 sind mit einem zweiten
Koppelelement 18 gekoppelt. Das Koppelelement 18 hat
in etwa die Gestalt einer Schiene mit einem U-förmigen
Profil. Je ein Schenkel des Koppelelementes 18 liegt in
der Ausschaltstellung gemäß 2a an
einem der beiden Schaltknebel 6, 16 an. Die Kopplung
zwischen dem zweiten Schaltknebel 16 des Leitungsschutzschalters
und dem an ihm anliegenden Schenkel 92 des Koppelelements 18 ist eine
lose Kopplung. Wenn das Koppelelement 18 durch eine äußere
Kraft in Richtung des Pfeiles P verschwenkend beaufschlagt wird,
so verschwenkt das Koppelelement 18 über seinen
Schenkel 91 zunächst den ersten Schaltknebel 6 des
Fehlerstrombauteils 84 um einen Vorlaufwinkel α.
Wenn der Vorlaufwinkel α erreicht ist, so trifft der erste
Schaltknebel 6 auf den zweiten Schaltknebel 16,
beziehungsweise der Schenkel 91 des Koppelelements 18 trifft auf
den zweiten Schaltknebel 16 des Leitungsschutzschalters.
Diese Situation einer so genannten Zwischenlage oder Vorlaufstellung
ist in der 2b dargestellt. Bei weiterem
zwangsweisen Verschwenken des Koppelelements 18 in Richtung
des Pfeiles P, also im Uhrzeigersinn, nimmt ab dieser Position das Koppelelement 18 mit
seinem Schenkel 91 sowohl den ersten als auch den zweiten
Schaltknauf 6, 16 mit, solange bis beide in ihre
Einschaltposition, welche in der 2c dargestellt
ist, verschwenkt worden sind. Die Größe des Vorlaufwinkels α ist
in dabei durch den Abstand d zwischen den beiden Drehpunkten 89, 90 festlegbar.
-
Die
in der 2 dargestellte Ausführungsvariante entspricht
funktional derjenigen, die in der 1 oder 3 dargestellt
und beschrieben wurde.
-
An
dem Koppelelement 18 könnte auch beispielsweise
ein Schaltmotor mit seiner Schaltwelle angreifen und die Verschwenkung
des Koppelelements 18 im Uhrzeigersinn bewirken. Dies entspräche
dann funktional einer Ausführungsform gemäß der 5.
-
Die 6 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Drei Leitungsschutzschalter 201, 202, 203 sind
an ihren Breitseiten aneinandergereiht. Ihre Schaltknebel sind mit
einem LS-Verbinder 183 zum gemeinsamen Ein- und Ausschalten
verbunden und daher in der Darstellung der 6 nicht
sichtbar.
-
An
der äußeren linken Breitseite des Leitungsschutzschalters 201 ist
ein Fehlerstrombauteil 4 angereiht und mit den Leitungsschutzschaltern 201, 202, 203 funktional
gekoppelt wie oben beschrieben. Das Fehlerstrombauteil 4 wird
in diesem Zusammenhang in der Fachsprache auch als DDA bezeichnet. An
der äußeren rechten Breitseite des Leitungsschutzschalters 203 ist
ein Schaltmotor 40 angereiht. Seine Antriebswelle ist mit
einem vierten Koppelelement 381 mit dem LS-Verbinder 183 gekoppelt.
Das Ein- und Ausschalten der Leitungsschutzschalter 201, 202, 203 und
des DDA 4 erfolgt hier, wie im Prinzip heute allgemein üblich,
durch Verschwenken der Schaltgriffe um ihre jeweilige Achse, so
dass die Schaltgriffe beim Schalten einen Winkelbereich überfahren.
-
Anhand
der 7, die eine schematische Auf- und Einsicht in
die Kopplung zwischen dem DDA, den Leitungsschutzschaltern und dem
Motor zeigt, soll im folgenden die Funktion der erfindungsgemäßen
Kopplung erläutert werden.
-
Bei
dem LS-Verbinder 183 handelt es sich im Prinzip um eine
längserstreckte Schiene, vorteilhafterweise aus Kunststoff,
welche ein etwa U-förmiges Querschnittsprofil aufweist.
In der montierten Position, welche in der 6 dargestellt
ist, ist der LS-Verbinder 183 so über die Schaltknebel 161, 162, 163 geschoben,
dass die Öffnung des U-Profils in Richtung auf die Frontseite
der Leitungsschutzschalter 201, 202, 203 weist,
die seitlichen Schenkel 111, 112 des U-Profils
umfassen die Schaltknebel 161, 162, 163.
Dabei liegt der erste Schenkel 112 an den Schaltknebeln 161, 162, 163 an,
wohingegen zwischen dem zweiten Schenkel 111 und den Schaltknebeln
ein Freiraum α besteht. Funktional stellen die Schenkel 112, 111 bezogen
auf die Schaltknebel 161, 162, 163 gewissermaßen
Anschlagskanten dar.
-
Der
erste Schaltknebel 6 des Fehlerstrombauteils weist eine
Nase 7 auf, welche parallel zum Verlauf des LS-Verbinders 183 vorspringt
und an einer Koppelstelle 9 an diesem anliegt. Das vierte
Koppelelement 381 ist mit dem LS-Verbinder 183 verbunden.
-
Wenn
nun der Schaltmotor 40 das vierte Koppelelement 381 in
Richtung des mit „Ein” bezeichneten Pfeils verschwenkt,
so wird dadurch gleichzeitig der LS-Verbinder 183 in dieselbe
Richtung verschwenkt. Wegen der Kopplung an der Koppelstelle 9 wird
sofort der erste Schaltknebel 6 des DDA 4 ebenfalls
in Einschaltrichtung verschwenkt. Die Schaltknebel 161, 162, 163 bleiben
jedoch noch in ihrer Ausschaltstellung, denn wegen des Freiraums
a kommt der zweite Schenkel 111 erst dann in Kontakt mit
den Schaltknebeln 161, 162, 163, wenn der
LS-Verbinder 183 um einen dem Freiraum α entsprechenden
Verschiebeweg oder Schwenkwinkel verschwenkt wurde. Der Freiraum α realisiert
somit den Vorlauf, der notwendig ist, damit der DDA ein Wiedereinschalten
der Leitungsschutzschalter 201, 202, 203 gestatten
kann, wie oben beschrieben. Somit ist ein gemeinsames Einschalten
aller drei Leitungsschutzschalter oder Pole 201, 202, 203 und
des DDA 4 durch den Schaltmotor ermöglicht.
-
Im
eingeschalteten Zustand erlaubt der Freiraum α, dass bei
Auslösen eines einzelnen oder aller drei Leitungsschutzschalter
oder Pole ohne Auslösen des DDA, etwa bedingt durch einen
thermischen Überstrom, welcher den DDA ja nicht auslösen
würde, die Schaltknebel 161, 162, 163 dennoch
in ihre Ausschaltstellung verschwenken können. Denn durch
den inneren mechanischen Aufbau der Leitungsschutzschalter 201, 202, 203 kann
die Verklinkungsstelle des Schaltwerkes eines Leitungsschutzschalters
nach einem Auslösen nur dann wieder verklinkt werden, wenn
der Schaltknebel sich in seiner Ausschaltstellung befindet. Nur
dann ist ein Wiedereinschalten des Leitungsschutzschalters möglich. Durch
die erfindungsgemäß gestaltete Kopplung wird eine
ganz normale Funktion der Leitungsschutzschalter unabhängig
von dem DDA ermöglicht, wie auch die Zwangsauslösung
durch den DDA mit anschließendem gemeinsamen Wiedereinschalten durch
den Schaltmotor 40.
-
Wenn
hingegen aufgrund eines Fehlerstrom der DDA anspricht und sein erster
Schaltknebel 6 sich in die Ausschaltstellung, gekennzeichnet
durch den mit „Aus” bezeichneten Pfeil, verschwenkt,
dann wird durch die Kopplung an der Koppelstelle 9 der LS-Verbinder 183 sofort
in die Ausschaltposition verschwenkt und mit ihm werden wegen des
Anliegens des ersten Schenkels 112 an den Schaltknebeln 161, 162, 163 auch
diese sofort gemeinsam in ihre Ausschaltstellung verbracht.
-
Selbstverständlich
soll die Erfindung nicht auf die in schematischer Weise gezeigten
Ausführungsbeispiele beschränkt sein. Alle anderen
konstruktiven Ausgestaltungen, welche denselben funktionalen Zweck
hervorbringen, dass nämlich bei einer Kopplung der Schaltknebel
eines aneinandergereihten Fehlerstrombauteils und eines Leitungsschutzschalters über
ein gemeinsames Koppelelement bei einer zwangsweisen Verschwenkung
des Koppelelementes zunächst der erste Schaltknebel des
Fehlerstrom bauteils um einen bestimmten Vorlaufwinkel verschwenkt
wird, bevor dann der zweite Schaltknebel des Leitungsschutzschalters
ebenfalls verschwenkt wird, sind von der vorliegenden Erfindung zumindest
im Äquivalenzbereich mit umfasst.
-
- 1
- Voll-Schutzschalter
- 101
- Voll-Schutzschalter
- 102
- Voll-Schutzschalter
- 2
- Leitungsschutzschalter
- 201
- Leitungsschutzschalter
- 202
- Leitungsschutzschalter
- 203
- Leitungsschutzschalter
- 4
- Fehlerstrombauteil
- 6
- erster
Schaltknebel
- 7
- Nase
- 8
- erstes
Schaltschloss im Fehlerstrombauteil
- 9
- Koppelstelle
- 10
- erstes
Koppelelement
- 111
- Schenkel,
Anschlagskante
- 112
- Schenkel,
Anschlagskante
- 12
- Auslösehebel
- 121
- Auslösehebel
- 122
- Auslösehebel
- 123
- Auslösehebel
- 14
- zweites
Schaltschloss im Leitungsschutzschalter
- 141
- Schaltschloss
- 142
- Schaltschloss
- 143
- Schaltschloss
- 16
- zweiter
Schaltknebel
- 161
- Schaltknebel
- 162
- Schaltknebel
- 163
- Schaltknebel
- 18
- zweites
Koppelelement
- 181
- Motorarm
- 182
- gemeinsame
Kupplung
- 183
- LS-Verbinder
- 20
- Wirklinie
- 22
- Wirklinie
- 24
- Wirklinie
- 26
- Kontaktstelle
- 28
- Strompfad
- 30
- Eingangsklemme
- 32
- Ausgangsklemme
- 34
- Kupplung
- 36
- Kupplung
- 38
- drittes
Koppelelement
- 381
- viertes
Koppelelement
- 40
- Motor
- 42
- Welle
- 80
- Breitseite
- 81
- vordere
Frontseite
- 82
- hintere
Frontseite
- 83
- hintere
Frontseite
- 84
- Fehlerstrombauteil
- 85
- vordere
Schmalseite
- 86
- hintere
Schmalseite
- 87
- Befestigungsseite
- 88
- domartige
Vorwölbung
- 89
- Drehpunkt
- 90
- Drehpunkt
- 91
- Schenkel
des Koppelementes 18
- 92
- Schenkel
des Koppelementes 18
- P
- Pfeil
- R
- Pfeil
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-