Beschreibung Schutzschaltvorrichtung mit Differenzstromauslöser Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzschaltvorrich- tung mit einem Auslösehebel zum Betätigen eines Schaltmecha- nismus, einer thermischen Auslöseeinrichtung zur Überstrom- auslösung, die mit Hilfe eines Mitnehmerelements an den Aus- lösehebel angreift, und einer Differenzstromauslöseeinrich- tung, mit der der Auslösehebel ebenfalls betätigbar ist.

LS/DI-Schutzschaltgeräte sind Kombinationsgeräte, bei denen eine Differenzstromauslösung in den Leitungsschutzschalter integriert ist. Derartige Kombinationsgeräte können in einer einzigen Teilungseinheit mit einer Einheitsbreite von bei- spielsweise 18 mm untergebracht sein.

Die Auslöseeinrichtung eines LS/DI-Schutzschaltgeräts muss drei unterschiedliche Auslösevorgänge gewährleisten : 1. Magnetische Auslösung für hohe Stoß-und Kurzschlussströ- me, 2. thermische Auslösung beispielsweise über Bimetall bei Ü- berströmen, und 3. Differenzstromauslösung.

Die LS/DI-Schutzschaltgeräte verfügen daher über drei ver- schiedene Auslöseeinrichtungen. Jede dieser Auslöseeinrich- tungen wirkt auf einen Auslösehebel ein, mit dem ein Schalt- mechanismus betätigt wird. Bekannte LS/DI-Schutzschaltgeräte beispielsweise von der Firma Merlin Gerin oder Hager sind so realisiert, dass in den Leitungsschutzschalter mit üblichem Aufbau zusätzlich ein magnetischer Differenzstromauslöser in- tegriert ist, der mit einem langen, im Gehäuse geführten Stö- ßel an den Auslösehebel angreift. Die Firma F & G sieht dem- gegenüber eine andere Lösung vor, wonach der magnetische Aus- löser für hohe Stoß-und Kurzschlussströme koaxial mit einem

magnetischen Differenzstromauslöser kombiniert ist. Beide Va- rianten sind jedoch in der Realisierung verhältnismäßig auf- wändig.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, einen Leitungsschutzschalter mit integrierter Differenzstrom- auslösung vorzuschlagen, bei dem die Leitungsschutzschalter- teile dem eines einfachen Leitungsschutzschalters entsprechen und der Differenzstromauslöser mit möglichst geringem Aufwand integriert ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Schutz- schaltvorrichtung mit einem Auslösehebel zum Betätigen eines Schaltmechanismus, einer thermischen Auslöseeinrichtung, die mit Hilfe eines Mitnehmerelements an den Auslösehebel an- greift zur Überstromauslösung, und einer Differenzstromauslö- seeinrichtung, mit der der Auslösehebel ebenfalls betätigbar ist, wobei die Differenzstromauslöseeinrichtung an das Mit- nehmerelement zum Betätigen des Auslösehebels gekoppelt ist.

In vorteilhafter Weise ermöglicht die erfindungsgemäße Schutzschaltvorrichtung eine einfache Anordnung zweier magne- tischer Auslöser mit einem Zusatzteil in einem einzigen Ge- häuse mit beispielsweise der Teilungseinheit 18 mm. Insbeson- dere kann die erfindungsgemäße Schutzschaltvorrichtung für verlängerte Gehäuseausführungen, wie sie beispielsweise auf dem englischen Markt aus Platzersparnisgründen in Haushalts- verteilungen eingesetzt werden, realisiert werden. Hierbei kann die ursprüngliche Anordnung der Bauteile im Leitungs- . schutzschalter-Teil beibehalten werden und auch die Auslöse- prinzipien für die magnetische Auslösung und die thermische Auslösung können gleich bleiben.

Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Schutzschaltvor- richtung auch eine Magnetauslöseeinrichtung zur Auslösung bei Kurzschlussströmen, die über einen Stößel an den Auslösehebel angreift. Damit sind sämtliche Auslösemechanismen, wie oben

bereits angedeutet, in der Schutzschaltvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung realisiert.

Die thermische Auslöseeinrichtung kann einen Bimetallstreifen als auslösendes Element umfassen. Somit lässt sich auf einfa- che Weise ein Auslösemechanismus für Überstrom realisieren.

Günstigerweise besitzt die Differenzstromauslöseeinrichtung einen magnetisch betriebenen Stößel, der mit einem Koppelele- ment an das Mitnehmerelement gekoppelt ist. Mit diesem Kop- pelelement ist es möglich, ein einziges Mitnehmerelement für zwei Auslöser zu verwenden.

Günstigerweise besitzt das Koppelelement eine Nut, in der das Mitnehmerelement bei thermischer Auslösung geführt ist. Da- durch kann auf zusätzliche Führungseinrichtungen verzichtet werden.

Darüber hinaus kann das Koppelelement aus Isoliermaterial be- stehen oder zumindest einen isolierenden Abschnitt aufweisen, so dass der Stößel der Differenzstromauslöseeinrichtung von dem Mitnehmerelement elektrisch isoliert ist. Damit kann das Koppelelement neben der Koppelfunktion und der Führungsfunk- tion auch eine Isolierfunktion übernehmen. Diese multifunkti- onelle Eigenschaft des Koppelelements hilft Teile einzuspa- ren.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Mitnehmerele- ment kammartig geformt sein. Damit lässt sich eine mechani- sche Kopplung mehrerer Komponenten erzielen. Günstig ist es insbesondere, wenn das kammartige Mitnehmerelement drei Zähne aufweist, wovon ein erster Zahn als Anschlagstelle für die thermische Auslöseeinrichtung, ein zweiter Zahn als Anschlag- stelle für die Differenzstromauslöseeinrichtung und ein drit- ter Zahn zum Eingriff in den Auslösehebel dient. Damit muss ein üblicherweise eingesetzter Standardbügel als Mitnehmer- element lediglich um einen Zahn in einem geeigneten Abstand

ergänzt werden. Alternativ kann das Mitnehmerelement auch als Stange mit Löchern bzw. Langlöchern ausgestaltet sein. Ferner sind Mitnehmerelemente mit Zähnen und Löchern denkbar.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen : FIG 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Schutz- schaltvorrichtung mit Darstellung der Auslöseanord- nung ; FIG 2 eine perspektivische Darstellung eines Differenz- stromauslösers ; FIG 3 eine perspektivische Ansicht eines Stößels des Diffe- renzstromauslösers von FIG 2 ; FIG 4 eine perspektivische Ansicht des Koppelelements von FIG 2 ; FIG 5 eine perspektivische Ansicht des Koppelelements von, FIG 2 aus einer anderen Blickrichtung ; und FIG 6 eine perspektivische Darstellung des Mitnehmerele- ments bzw. Bügels von FIG 2.

Das nachfolgend näher geschilderte Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.

Gemäß der Ausführungsform von FIG 1 ist eine vorhandene Lei- tungsschutzschaltermechanik mit einem zusätzlichen Auslöser für eine Differenzstromauslösung ergänzt. Sämtliche Auslöse- funktionen werden hierbei durch das mechanische Einwirken auf einen Auslösehebel realisiert, der mit dem entsprechenden Schaltmechanismus verbunden ist.

Die Anordnung der einzelnen Bauteile eines LS/DI-Schutz- schaltgeräts 11 ist FIG 1 zu entnehmen. Die Platzierung und die Gestaltung des magnetischen Auslösers 1 und des Bimetall- streifens 2 für die thermische Auslösung sowie der Auslösehe- bel 5, auf den die beiden Auslöseeinrichtungen 1 und 2 ein- wirken, sind vorgegeben. Der magnetische Auslöser greift über seinen Stößel 3 und der Bimetallstreifen 2 über ein als Bügel ausgestaltetes Mitnehmerelement 4 auf den Auslösehebel 5 der Schaltmechanik ein. Durch die von der Auslöseeinrichtung 1 oder 2 hervorgerufene Arbeitsbewegung 7 des Auslösehebels 5 wird eine Klinke 6 freigegeben, so dass die Kontakte des Lei- tungsschutzschalters getrennt werden können.

Für die Differenzstromauslösung ist nun ein weiterer magneti- scher Auslöser, der Differenzstromauslöser 8, in den Schutz- schalter 11 integriert. Dieser Differenzstromauslöser 8 bzw. sein Stößel 10 wird mit Hilfe eines Koppelelements 9 über den Bügel 4 mit dem Auslösehebel 5 verbunden.

In FIG 2 sind die für die Differenzstromauslösung notwendigen Elemente im zusammengebauten Zustand perspektivisch darge- stellt. Diese Elemente sind der Differenzstromauslöser 8 ein- schließlich Stößel 10, das Koppelelement 9, der Bügel 4 und der Auslösehebel 5.

Das Koppelelement 9 besteht aus einem auf den Stößel 10, der in FIG 3 einzeln dargestellt ist, schnappbaren oder steckba- ren Kunststoffteil. Das Koppelelement 9 erfüllt die drei fol- genden Funktionen : 1. Führung des Auslösebügels 4 bei Bimetallauslösung (thermi- sche Auslösung), 2. Mitnahme des Auslösebügels 4 bei magnetischer Auslösung durch den Differenzstromauslöser 8 und 3. Isolation des metallenen Stößels 10 gegenüber stromführen- den Teilen (z. B. Bimetallstreifen 2) zur Einhaltung der erforderlichen Kriech-und Luftstrecken.

Um diese Funktionen erfüllen zu können, wird das Koppelele- ment 9 mit einer Führungsnut 91 ausgestattet, wie sie den un- terschiedlichen Ansichten des Koppelelements 9 in den Figuren 4 und 5 zu entnehmen ist. In diese Nut 91 ist entsprechend FIG 2 der kammförmige Auslösebügel 4, der in FIG 6 einzeln dargestellt ist, eingehängt. Dieser Auslösebügel 4 besitzt eine erste Anschlagstelle 41 für die Bimetallauslösung und eine zweite Anschlagstelle 42 für die Differenzstromauslö- sung. Die zahnförmigen Anschlagstellen 41,42 werden durch einen weiteren Zahn 43 ergänzt, mit dem der Auslösebügel 4 in eine Aussparung 51 des Auslösehebels 5 eingreift. Der Abstand zwischen den Anschlagstellen 41 und 42 des Auslösebügels 4 muss den Weg für die Bimetallauslösung ermöglichen.

Zur Befestigung des Koppelelements besitzt der Anker bzw.

Stößel 10 des Differenzstromauslösers 8 eine umlaufende Nut 11. Diese Nut 11 kann eine dem Stößel 10 zugewandte Wandung 93 des Koppelelements 9 aufnehmen und dadurch im Auslösefall das Koppelelement 9 mitnehmen. Die gegenüberliegende Wand 92 des Koppelelements 9 dient der Isolation des metallischen An- kers bzw. Stößels 10 gegenüber angrenzenden stromführenden Teilen.

Die Öffnung in der Wandung 93 des Koppelelements 9 für die Ringnut 11 kann so ausgebildet werden, dass ein einfaches Einlegen des Koppelelements 9 ermöglicht wird, wobei das Kop- pelelement 9 dann durch einen Gehäusesteg von oben herab ge- sichert wird. Eine weitere Möglichkeit, das Koppelelement 9 an dem Stößel 10 zu sichern besteht darin, die beiden Kompo- nenten miteinander zu verschnappen. Hierzu wird der untere Bereich der Öffnung in der Wandung 93 kleiner als der Innen- durchmesser der Ringnut 11 ausgelegt.

In vorteilhafter Weise wird durch die erfindungsgemäße Anord- nung des Differenzstromauslösers 8 sowie der Gestaltung des Auslösebügels 4 und des Koppelelements 9 ermöglicht, die vor-

handene Auslösestelle und Auslösebewegung im Leitungsschutz- schalterteil beizubehalten. Durch diese Beibehaltung der Bau- teile und der Auslösebewegung kann eine kostengünstige Lösung realisiert werden. Ferner werden hierdurch zusätzliche Bau- teilevarianten vermieden. Darüber hinaus wird der Differenz- stromauslöser mit nur einem einzigen zusätzlichen Teil, dem Koppelelement 9, angekoppelt und das Auslöseprinzip des Dif- ferenzstromauslösers kann in üblicher Weise magnetisch sein.

Des Weiteren ergibt sich durch die Gestaltung der einzelnen Komponenten als Einlegeteile eine einfache Montage. Schließ- lich besitzt die dargestellte Ausführungsform den Vorteil, dass beim Auslösevorgang nur geringe Massen bewegt werden müssen.