FAULT-CURRENT PROTECTIVE SWITCH COUPLED TO A CIRCUIT BREAKER

Abstract: 1. Fault current protection relay with a tripping mechanism which is coupled to a line protection switch, acts by means of a transmission member on the interlock of the line protection switch and switches this off on a fault current occurring, wherein the tripping mechanism displays two interlocking points (1, 2) standing under spring bias and responding one after the other in the case of tripping, characterized thereby, that a switch lever (6) retained by the second interlocking point (2) stands under the force influence of two springs (opening spring 9, restoring spring 10) operating in the same direction and one spring (restoring spring 10) thereof, when the switch lever (6) its unlocked, additionally brings about the entrainment of a pawl lever (3), which belongs to the first interlocking point (1) and in its turn is actuable within a free travel against the pivotal direction predetemined by the spring (restoring spring 10) by a tripping relay (arrow 21), which is acted on by the pawl lever (3) by reason of the oppositely directed pivotal movement initiated by the spring (restoring spring 10) after the unlocking of the tripping mechanism.

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

Claims: Patentansprüche: 1 Fehlerstromschutzschalter mit einem Auslösemechanis mus, der an einen Leitungsschutzschalter gekoppelt ist, mittels eines Übertragungsgliedes auf die Ver klinkung des Leitungsschutzschalters einwirkt und die sen bei einem auftretenden Fehlerstrom ausschaltet, wobei der Auslösemechanismus zwei im Auslösefall nacheinander ansprechende unter Federspannung stehende Verklinkungsstellen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der zweiten Verklinkungsstelle (2) gehal tener Schalthebel (6) unter dem Krafteinfluss von zwei in gleicher Richtung arbeitenden Federn (öffnungsfe der 9, Rückstellfeder 10) steht und eine Feder (10) hiervon bei entklinktem Schalthebel (6) zusätzlich die Mitnahme eines zur ersten Verklinkungsstelle (1) gehörenden Klinkenhebels (3) herbeiführt, der seiner seits entgegen der durch die Feder (10) vorgegebenen Schwenkrichtung innerhalb eines Freiweges von einem mit dem Fehlerstrom beaufschlagten Auslöserelais (21) betätigbar ist, welches nach dem Entklinken des Aus lösemechanismus aufgrund der von der Feder (10) ein geleiteten gegenläufigen Schwenkbewegung vom Klinken hebel (3) wieder eingeschaltet wird. 2 Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Schalthebel (6) sowie den Klinkenhebel (3) betätigende Feder (Rückstellfe der 10) eine Schenkelfeder ist, die mit einem Schen kel (10b) unter eine Anlagefläche (6b) am Schalthe bel (6) greift und mit ihrem freien Ende in eine Kulisse (3a) des Klinkenhebels (3) hineinragt. 3 Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1 und 2, da durch gekennzeichnet, dass die den erforderlichen Frei weg begrenzende Kante (3b) der Kulisse (3a) zum freien Ende (10b) der Rückstellfeder (10) bei eingeschalte tem Auslösemechanismus einen solchen Abstand hat, dass einerseits der Auslösevorgang ohne die Wirkung der Rückstellfeder (10) erfolgen kann und andererseits das Wiedereinschalten des Auslöserelais (21) durch die an der Kante (3b) zur Anlage kommende und den Klinkenhebel (3) verschwenkende Rückstellfeder (10) gesichert ist. 4 Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass ein zusammen mit dem Klin kenhebel (3) die erste Verklinkungsstelle (1) bilden der Auslösehebel (4) von der Anlagefläche (6b) des nach dem Auslösevorgang verschwenkenden Schalthe bels (6) selbsttätig in eine vorbereitende Verklin kungsposition entgegen einer ihn im Gegensinn belasten den Zugfeder (9) rückgeführt ist und sich auf einer an die Verklinkungsfläche (3c) anschliessenden Schrä ge (3d) des Klinkenhebels (3) abstützt.

Inventors: BOKER, GUNTER, ING. GRAD., HEINDORF, HELMUT, ING. GRAD., KROPP, DIETER, Böker, Günter, Ing. grad.
Applicants: LICENTIA PATENT-VERWALTUNGS-GMBH
Application year: 1980
Main classification: H01H83
IPC codes: H01H83