Derartige Leitungsschutzschalter sind hinlänglich bekannt, wobei die DE 199 42 694 AI beispielhaft einen bei derartigen Leitungsschutzschaltern verwen- deten Auslöser zeigt.

In elektrischen Installationsanlagen werden die Stromkreise durch Leitungs- schutzschalter gegen thermische Überlastung und gegen Kurzschluß ge- schützt. Die üblichen Leitungsschutzschalter sind jedoch nicht in der Lage, Personen und Sachen beim Auftreten von geringen Fehlerströmen, wie sie zum Beispiel beim Berühren spannungsführender Teile oder bei Isolationsfeh- lern entstehen, zu schützen. Um auch diese Gefährdung auszuschließen, wer- den in der Elektroinstallation seit langem sogenannte Fehlerstromschutz- schalter zusätzlich zu den Leitungsschutzschaltern eingesetzt.

Wegen des damit verbundenen großen Platzbedarfs wurden bereits kombinier- te Schutzschaltgeräte entwickelt, die zusätzlich zu den Eigenschaften eines Leitungsschutzschalters auch die Eigenschaften eines Fehlerstromschutz- schalters aufweisen. Ein Beispiel für derartige kombinierte Schutzschaltgerä- te ist der DE 28 34 327 C2 zu entnehmen. Das daraus bekannte kombinierte Schutzschaltgerät besitzt ein gemeinsames Schaltschloß sowie ein Kontaktsy- stem mit Löschkammer, einen Summenstromwandler zur Erfassung der Feh- lerströme, eine Auswerteelektronik sowie je einen Auslöser, nämlich ein Bime- tall zum Schutz vor thermischer Überlastung, einen Magnetauslöser für den Kurzschlußschutz und ein empfindliches Haltemagnetrelais zur Abschaltung bei auftretenden Fehlerströmen. Auch für dieses kombinierte Schutzschaltge- rät ist noch ein erheblicher Platzbedarf erforderlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Leitungs- schutzschalter anzugeben, der unter Beibehaltung einer kompakten Bauwei- se einen Fehlerstromschutzschalter integriert.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Patentanspruch 1 dadurch gelöst, daß eine zweite Spule koaxial zur ersten Spule angeordnet ist, wobei die zweite Spule von einem Strom durchflossen wird, der in Abhängigkeit von einem Signal ge- steuert wird, welches von einem Fehlerstromdetektor als Antwort auf die Er- fassung von Fehlerströmen abgegeben wird.

Durch die Anordnung der zweiten Spule koaxial zur ersten Spule erfolgt auch bei Detektion eines Fehlerstroms durch den Fehlerstromdetektor, der vorzugs- weise als Summenstromwandler ausgebildet ist, eine elektromagnetische Be- tätigung des Stößels und damit eine Auslösung des Schaltmechanismus'. Die- se Integration der zweiten Spule in den Auslöser und die sich dadurch erge- bende Doppelnutzung des Auslösers führt zu einer äußerst kompakten Bau- weise des die Funktion eines Fehlerstromschutzschalters integrierenden Lei- tungsschutzschalters, ohne daß es-wie im Stand der Technik-einer separa- ten Auslösevorrichtung für den Fehlerstrom bedarf.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der erfindungsgemäße Leitungsschutz- schalter als Reiheneinbaugerät ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich die Mög- lichkeit, in bereits existierenden elektrischen Installationsanlagen vorhandene herkömmliche Leitungsschutzschalter durch den erfindungsgemäßen, den Fehlerstromschutzschalter integrierenden Leitungsschutzschalter zu ersetzen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt : Figur 1 einen teilweise geschnittenen Leitungsschutzschalter ; Figur 2 einen Auslöser für einen erfindungsgemäßen Leitungsschutzschalter und Figur 3 ein Schaltbild des erfindungsgemäßen Leitungsschutzschalters.

Figur 1 zeigt teilweise geschnitten einen Leitungsschutzschalter 1 mit einer Bedienungshandhabe 2, einen von der Bedienungshandhabe 2 betätigbaren Schaltmechanismus 3 und einem ebenfalls den Schaltmechanismus 3 beauf- schlagenden Auslöser 4.

Der Auslöser 4 weist eine erste Spule 10 auf, die mit ihrem einen Ende elek- trisch mit einer ersten Anschlußklemme 5 des Leitungsschutzschalters 1 ver- bunden ist. Das andere Ende der ersten Spule 10 ist mit einer (nicht gezeig- ten) weiteren Anschlußklemme des Leitungsschutzschalters 1 über einen vom Schaltmechanismus 3 betätigbaren Schalter verbunden.

Nachfolgend wird der Aufbau des Auslösers 4 anhand der Figur 2 näher er- läutert.

Wie bereits erläutert worden ist, weist der Auslöser die erste Spule 10 auf, durch die ein zu überwachender Strom I fließt. Radial innerhalb der ersten Spule 10 ist eine zweite Spule 12 auf eine Hülse 14 gewickelt. Die Funktion der zweiten Spule 12 wird weiter unten noch erläutert werden. Um die Wär- meübertragung von der ersten Spule 10 zu einem thermischen Auslöser zu verbessern, ist es auch denkbar, daß die zweite Spule 12 radial außerhalb der ersten Spule 10 angeordnet ist. Bei außenliegender erster Spule kann auch eine Wärmeleithülse (nicht gezeigt) auf dieser gehalten sein.

Im Inneren der Hülse 14 ist ein Kern 16 vorgesehen, der bezüglich der Hülse 14 fixiert ist. Des weiteren ist in der Hülse 14 ein relativ zu dieser in Axial- richtung der Hülse 14 verschiebbarer Anker 18 vorgesehen. Der Anker 18 ist in der Hülse gleitend geführt. Ein Magnetjoch 20, das zur Schließung des Ma- gnetfelds im Außenraum der Spule 10 dient, weist eine erste Montageöffnung 22, in der der Kern 16 gehalten ist, und eine zweite Montageöffnung 24 auf, in der das vom Kern 16 abgewandte Ende der Hülse 14 angeordnet ist. Das Magnetjoch 20 kann zugleich ein Montagegehäuse für die Montage des Auslö- sers 4 in einem Gehäusekörper 6 des Leitungsschutzschalters 1 bilden.

Der Kern 16 weist eine Führungsbohrung 17 auf, in der ein Stößel 26 zum Betätigen des Schaltmechanismus'3 gleitend geführt ist. Der Stößel 26 stützt sich mit seinem im Inneren des Auslösers 4 gelegenen, radial erweiterten En- dabschnitt 26'am Grund einer Sacklochbohrung des Ankers 18 ab. Eine Wen- deldruckfeder 28, die sich mit ihrem einen Ende am Kern 16 und mit ihrem anderen Ende am radial erweiterten Endabschnitt 26'des Stößels 26 ab- stützt, hält den Stößel in Anlage an den axial verschiebbaren Anker 18, so daß sich der Stößel 26 mit dem Anker 18 mitbewegt.

An seinem die erste Montageöffnung 22 nach Außen durchdringenden Ende steht der Kern 16 mit einem Flanschelement 30 in Eingriff, wobei sich das Flanschelement 30 gegen das Magnetjoch 20 abstützt. Auf der vom Magnet- joch 20 abgewandten freien Stirnfläche des Flanschelements 20, die eine vor- zugsweise konvex gewölbte Fläche bildet, sind eine Bimetallscheibe 32 und darauf eine Betätigungsscheibe 34 angeordnet. Die Bimetallscheibe 32 im kal- ten Zustand und die Betätigungsscheibe 34 weisen dabei eine der konvexen Stirnfläche des Flanschelements 30 entsprechende Form auf.

In Figur 3 ist das elektrische Schaltbild eines zweipolig ausgeführten Lei- tungsschutzschalters mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung wieder-

gegeben. Dieser Leitungsschutzschalter 1 erfüllt drei Schutzfunktionen, näm- lich Schutz gegen Kurzschluß, Schutz gegen Überstrom und Schutz gegen Fehlerstrom.

Der zur-nicht gezeigten-zu überwachenden Last führende Strom I fließt über die Leitung 38 und den im Normalfall geschlossenen, in Figur 3 jedoch offen dargestellten Schalter 36 des Schaltmechanismus'3 zur ersten Spule 10 und durch diese hindurch zur Last. Die von der Last zur Stromquelle zurück- führende Leitung 40 ist über einen Pol des Schalters 36 durch den Leitungs- schutzschalter 1 geführt.

Ein als Fehlerstromdetektor dienender Summenstromwandler 42 umgibt die Leitungen 38 und 40 und ist in der Lage einen Fehlerstrom zu detektieren.

Das vom Summenstromwandler erfaßte Signal wird einer Auswerteelektronik 44 zugeführt. Diese Auswerteelektronik 4 verstärkt das Signal des Summen- stromwandlers 42 und dieses verstärkte Signal wird als Strom i der zweiten Spule 12 im Auslöser 4 zugeführt, die mit ihrem anderen Ende über den Schalter 36 mit der rückfließenden Leitung 40 verbunden ist.

Des weiteren ist eine Prüfeinrichtung 46 vorgesehen, die eine Prüftaste 48 mit einem Prüfkontakt 50, einen Prüfwiderstand 52 und einen Hilfskontakt 54 im Schalter 36 aufweist. Der Hilfskontakt 54 kontaktiert nur im eingeschalteten Zustand des Schalters 36 mit dem Prüfwiderstand 7 und stellt damit sicher, daß die Auswerteelektronik 44 nur im eingeschalteten Zustand an Spannung liegt. Außerdem wird durch den Hilfskontakt 54 sichergestellt, daß die An- schlußrichtung des Leitungsschutzschalters beliebig ist. Eine derartige Prü- feinrichtung ist durch einschlägige Vorschriften vorgeschrieben und mit ihr kann die Funktion des Leitungsschutzschalters getestet werden.

Um die Auswerteelektronik 44 vor Stoßspannungen aus dem Netz zu schüt- zen, bildet die hochohmig ausgebildete zweite Spule 12 gleichzeitig einen Schutzwiderstand für die Spannungsversorgung der Auswerteelektronik 44.

Auch ein zusätzlich zwischen den Polen der Spannungsversorgung für die Auswerteelektronik 44 vorgesehener Varistor 56 ist dazu vorgesehen, bei Auf- treten einer Überspannung die Spannungsversorgung der Auswerteelektronik 44 kurzzuschließen und diese damit zu schützen.

Nachfolgend wird die Funktionsweise des Leitungsschutzschalters 1 beschrie- ben : Beim Auftreten eines Kurzschlusses im Bereich der lastseitigen Leitungen oder der damit verbundenen, nicht gezeigten Last steigt der Strom I impulsar-

tig an, wodurch dieser erhöhte und durch die erste Spule 10 des Auslösers 4 fließende Strom eine auf den Anker 18 wirkende Magnetkraft erzeugt, die den Anker 18 und mit ihm den Stößel 26 nach rechts in die in Figur 2 gezeigte Stellung bewegt, wodurch der Stößel 26 auf den Schaltmechanismus 3 ein- wirkt, um den Schalter 36 zu öffnen und damit den Stromfluß zu unterbre- chen.

Beim Auftreten eines geringfügigen Überstroms, der zu einer thermischen Be- lastung des Auslösers 4 führt, wird die als thermischer Auslöser dienenede Bimetallscheibe 32 so lange erwärmt, bis sie ihre Schnapp-oder Sprungtem- peratur erreicht, bei der sie aus der nach links konkaven Stellung in eine konvexe Stellung umschnappt. Durch dieses Umschnappen der Bimetallschei- be 32 wird die ihre Form nicht verändernde Betätigungsscheibe 34 in Figur 2 nach rechts gedrängt und nimmt dabei den Stößel 26, der an seinem freien, aus dem Auslöser 4 herausragenden Ende mit einer Verdickung 27 versehen ist, gegen die Federkraft der Feder 28 nach rechts mit, wodurch der Stößel 26 ebenfalls auf den Schaltmechanismus 3 einwirkt, um den Schalter 36 zur Öff- nung zu bringen und den Stromfluß zu unterbrechen.

Beim Auftreten eines Fehlerstroms wird dieser Fehlerstrom vom Summen- stromwandler 42 detektiert und das Detektionssignal wird an die Auswer- teelektronik 44 weitergeleitet, die wiederum dieses Signal verstärkt und als Strom i an die zweite Spule 12 im Auslöser 4 weiterleitet. Durch dieses ver- stärkte Signal baut sich in der zweiten Spule 12 ein Magnetfeld auf, das eben- falls den Anker 18 und den damit verbundenen Stößel 26 in eine in Figur 2 nach rechts gerichtete Axialbewegung versetzt, wodurch der Stößel 26 auf den Schaltmechanismus 3 einwirkt, um den Schalter 36 zur Öffnung zu bringen und damit den Stromfluß ebenfalls zu unterbrechen.

Der erfindungsgemäße Leitungsschutzschalter integriert somit auf einfache und äußerst platzsparende Weise drei Schutzmechanismen, nämlich den ther- mischen Schutz, den Kurzschlußschutz und den Fehlerstromschutz. Diese In- tegration reduziert zudem gegenüber dem herkömmlichen Stand der Technik die Anzahl von benötigten Bauteilen, wodurch sich in der Serienfertigung er- hebliche wirtschaftliche Vorteile ergeben. Die sich durch die zusätzliche Inte- gration des Fehlerstromschutzschalters in den Leitungsschutzschalter erge- bende Verlustleistung ist nicht größer als die Verlustleistung eines herkömm- lichen Leitungsschutzschalters, so daß der erfindungsgemäße Leitungs- schutzschalter gegenüber einer Kombination aus einem herkömmlichen Lei- tungsschutzschalter und einem herkömmlichen Fehlerstromschutzschalter auch im Energiehaushalt Vorteile bringt.