DE10009499C1

DE10009499C1 - Hilfsbaugruppe für ein elektromechanisches Schaltgerät und hiermit korrespondierendes elektromechanisches Schaltgerät

Info

Publication number: DE10009499C1
Application number: DE2000109499
Authority: DE
Inventors: Stephan Faber; Bardo Koppmann
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2001-09-27
Anticipated expiration: 2020-03-01
Also published as: WO2001065580A1

Abstract

Bei einer Hilfsbaugruppe für ein elektromechanisches Schaltgerät, ist in einem mit dem Schaltgerät verbindbaren Gehäuse (10) ein Hilfskontakt (11) gelagert, der im verbundenen Zustand von einem Schaltgeräteaktor (6), z. B. einem Schaltgerätkontaktträger (6), betätigbar ist. Hierzu ist ein Zwischenelement (13) von dem Schaltgeräteaktor (6) gegen eine von einem Grundfederelement (14) ausgeübte Grundfederkraft aus einer Ruhestellung in eine Betätigungsstellung auslenkbar. Das Rückführen des Zwischenelements (13) in die Ruhestellung hingegen wird nur durch die Grundfederkraft bewirkt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hilfsbaugruppe für ein elektromechanisches Schaltgerät, insbesondere ein Schütz, mit einem mit dem Schaltgerät verbindbaren Gehäuse und min destens einem im Gehäuse gelagerten, im verbundenen Zustand von einem Schaltgerätaktor, z. B. einem Schaltgerätkontakt träger, betätigbaren Hilfskontakt,

- wobei ein Zwischenelement von dem Schaltgerätaktor aus ei ner Ruhestellung in eine Betätigungsstellung auslenkbar ist,
- wobei das Auslenken des Zwischenelements das Betätigen des Hilfskontakts bewirkt,
- wobei das Zwischenelement im Gehäuse durch eine von einem Grundfederelement ausgeübte Grundfederkraft in der Ruhe stellung gehalten ist,
- wobei das Zwischenelement von dem Schaltgerätaktor gegen die Grundfederkraft auslenkbar ist sowie ein hiermit kor respondierendes elektromechanisches Schaltgerät.

Eine derartige Hilfsbaugruppe und das korresponierende elekt romechanische Schaltgerät sind aus der US-A-4 471 178 be kannt. Der DE-OS 16 15 903 ist ein ähnlicher Offenbarungsge halt zu entnehmen. Ein Grundfederelement ist in dieser Schrift aber nicht erwähnt. In beiden Schriften finden sich keine Aussagen über die Verbindung des Zwischenelements mit dem Schaltgerätaktor.

Elektromechanische Schaltgeräte, also Relais, Schütze oder Trennschalter, weisen oft eine Hilfsbaugruppe mit einem Hilfskontakt auf. Mittels des Hilfskontakts kann auf einfache Weise der Schaltzustand des elektromechanischen Schaltgeräts erfaßt und ggf. überwacht werden. Der erfaßte Schaltzustand kann dann anderweitig ausgewertet werden, z. B. für die Umschaltung des elektromechanischen Schaltgeräts von Anzugs- auf Haltestrom, zur Funktionsüberwachung oder im Rahmen einer Steuerung, z. B. einer gegenseitigen Verriegelung zweier Schütze.

Im Stand der Technik ist das Zwischenelement mit dem Schalt gerätaktor starr gekuppelt, sei es direkt, sei es über eine mechanische Übersetzung. Der Schaltweg des Hilfskontakts ist daher durch den Betätigungsweg des Schaltgerätaktors be stimmt. Der Betätigungsweg des Schaltgerätaktors ist - je nach zu schaltenden Spannungen und Strömen - von Schaltgerät zu Schaltgerät deutlich verschieden. Für verschiedene Schalt geräte müssen daher verschiedene Hilfsschalter und damit auch verschiedene Hilfsbaugruppen verwendet werden oder vom Anbau eines Hilfsschalters ab einer bestimmten Baugröße des elekt romechanischen Schaltgeräts abgesehen werden. Dies gilt auch innerhalb verschiedener Schaltgeräte einer Baureihe eines Schaltgeräteherstellers.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Hilfsbaugruppe für ein elektromechanisches Schaltgerät zu schaffen, die unabhängig vom Betätigungsweg des Schaltgerät aktors bei der gesamten Baureihe eines Schaltgeräteherstel lers einsetzbar ist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Rückführen des Zwi schenelements in die Ruhestellung nur durch die Grundfeder kraft bewirkt wird.

Denn dadurch wird der Schaltweg des Hilfskontakts vom Betäti gungsweg des Schaltgerätaktors mechanisch entkoppelt. Die Hilfsbaugruppe kann also bei jedem elektromechanischen Schaltgerät eingesetzt werden.

Wenn der Schaltgerätaktor beim Auslenken des Zwischenelements in die Betätigungsstellung auf das Zwischenelement nur eine Longitudinalkraft ausübt, arbeitet die Hilfsbaugruppe beson ders zuverlässig und verschleißarm.

Wenn die Betätigungsstellung durch eine Wegbegrenzung defi niert ist, gegen die das Zwischenelement gefahren wird, wird der maximale Schaltweg des Hilfskontakts in Betätigungsrich tung begrenzt. Etwaige Wegdifferenzen zwischen dem Schaltweg des Hilfskontakts und dem Betätigungsweg des Schaltgerätak tors müssen in diesem Fall durch elastische Elemente aufge fangen werden.

Wenn das Zwischenelement aus zwei relativ zueinander bewegli chen Teilen besteht, die durch ein Zwischenfederelement ge geneinander vorgespannt sind, ist das Auffangen der Wegdiffe renzen besonders einfach realisierbar.

Wenn der Schaltgerätaktor in einer Verschieberichtung ver schiebbar ist und das Zwischenelement in Verschieberichtung gesehen vor oder hinter dem Schaltgerätaktor angeordnet ist, ist die konstruktive Ausbildung der Hilfsbaugruppe und des elektromechanischen Schaltgeräts besonders einfach.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zei gen in Prinzipdarstellung

Fig. 1 ein elektromechanisches Schaltgerät mit einer Hilfsbaugruppe,

Fig. 2-4 einen vergrößerten Ausschnitt von Fig. 1 gemäß ei ner ersten Ausführungsform und

Fig. 5-7 einen vergrößerten Ausschnitt von Fig. 1 gemäß ei ner zweiten Ausführungsform.

Gemäß der - sehr schematischen - Darstellung von Fig. 1 weist ein elektromechanisches Schaltgerät eine Ansteuerschaltung 1 für eine Spule 2 auf. Die Ansteuerschaltung 1 wird über Ver sorgungsanschlüsse 3 mit elektrischer Energie versorgt. Die Ansteuerschaltung 1 kann mit einer Steuerung 4 in Verbindung stehen. Die Steuerung 4 übermittelt der Ansteuerschaltung 1 insbesondere Steuerbefehle, aufgrund derer die Ansteuerschal tung 1 die Spule 2 mit einem Strom I beaufschlagt oder nicht.

Wenn die Spule 2 mit dem Strom I beaufschlagt wird, ver schiebt sie einen Anker 5 in einer Verschieberichtung x. Mit dem Anker 5 ist ein Schaltgerätkontaktträger 6 verbunden. Dieser wird daher ebenfalls in die Verschieberichtung x ver schoben. Durch das Verschieben des Schaltgerätkontaktträgers 6 werden drei Lastkontakte 7 betätigt. Dadurch werden Eingangsanschlüsse 8 des elektromechanischen Schaltgeräts mit Ausgangsanschlüssen 9 des elektromechanischen Schaltgeräts elektrisch leitend verbunden.

Wenn hingegen die Spule 2 nicht mit dem Strom I beaufschlagt wird, werden der Schaltgerätkontaktträger 6 und mit ihm der Anker 5 von einer nicht dargestellten Rückstellfeder wieder entgegen der Verschieberichtung x zurückgeschoben. Dadurch werden die Eingangsanschlüsse 8 von den Ausgangsanschlüssen 9 elektrisch getrennt.

An die Eingangsanschlüsse 8 können prinzipiell sowohl Span nungen über 1000 V als auch Spannungen unter 1000 V angelegt werden. Dementsprechend kann das elektromechanische Schaltge rät sowohl als Trennschalter als auch als Relais oder Schütz ausgebildet sein. Meistens ist das elektromechanische Schalt gerät aber als Schütz ausgebildet.

Mit dem elektromechanischen Schaltgerät ist ein Gehäuse 10 einer Hilfsbaugruppe verbunden. Das Gehäuse 10 kann dabei mit dem elektromechanischen Schaltgerät fest oder, wie in Fig. 1 durch einen Pfeil A angedeutet, lösbar verbunden sein. Im Ge häuse 10 ist ein Hilfskontakt 11 gelagert. Der Hilfskontakt 11 wird, wenn das Gehäuse 10 mit dem elektromechanischen Schaltgerät verbunden ist, vom Schaltgerätkontaktträger 6 zu sammen mit den Lastkontakten 7 betätigt. Der Schaltzustand des Hilfskontakts 11 - und damit indirekt der Schaltzustand des elektromechanischen Schaltgeräts - wird über Erfassungs leitungen 12 von der Ansteuerschaltung 1 und/oder der Steue rung 4 erfasst werden bzw. allgemein eine Rückmeldung des Schaltzustands erfolgen. Dadurch kann beispielsweise die Funktion des elektromechanischen Schaltgeräts überwacht wer den oder der Strom I von einem hohem Anzugsstrom auf einen niedrigen Haltestrom umgeschaltet werden.

Der Hilfskontakt 11 wird, wie obenstehend ausgeführt, vom Schaltgerätkontaktträger 6 betätigt. Der Schaltgerätkontaktträger 6 dient daher gemäß Ausführungsbeispiel als Schaltge rätaktor 6 im Sinne der vorliegenden Erfindung. Als Schaltge rätaktor könnte aber auch ein anderes Element genutzt werden, das von der Spule 2 ausgelenkt wird, wenn diese mit dem Strom I beaufschlagt wird.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen nun in vergrößerter Darstellung den in Fig. 1 mit X bezeichneten Ausschnitt. Dabei zeigt Fig. 2 den Zustand, bei dem das elektromechanische Schaltgerät einge schaltet ist, die Lastkontakte 7 also geschlossen sind. Fig. 4 zeigt den Zustand, bei dem das elektromechanische Schaltgerät ausgeschaltet ist, die Lastkontakte 7 also geöffnet sind. Fig. 3 zeigt einen Übergangszustand.

Gemäß den Fig. 2 bis 4 ist im Gehäuse 10 ein Zwischenelement 13 gelagert. Das Zwischenelement 13 wird, wenn nicht äußere Kräfte auf es wirken, durch eine von einem Grundfederelement 14 ausgeübte Grundfederkraft in einer Ruhestellung gehalten. Diese Ruhestellung ist aus Fig. 2 ersichtlich. In der Ruhe stellung ist der Hilfskontakt 11 geschlossen. Prinzipiell könnte der Hilfskontakt 11 in der Ruhestellung aber auch ge öffnet sein.

Ersichtlich ist das Zwischenelement 13 in Verschieberichtung x gesehen vor dem Schaltgerätkontaktträger 6 angeordnet. Der Schaltgerätkontaktträger 6 übt daher beim Auslenken des Zwi schenelements 13 in eine Betätigungsstellung auf das Zwi schenelement 13 nur eine Longitudinalkraft aus. Alternativ wäre aber auch eine andere Anordnung möglich, insbesondere hinter dem Schaltgerätkontaktträger 6. Auch bei dieser Anord nung würde der Schaltgerätkontaktträger 6 beim Auslenken des Zwischenelements 13 in die Betätigungsstellung auf das Zwi schenelement 13 nur eine Longitudinalkraft ausüben.

Wenn nun das elektromechanische Schaltgerät ausgeschaltet wird, bewegt sich zunächst der Schaltgerätkontaktträger 6 auf das Zwischenelement 13 zu. Das Zwischenelement 13 hingegen wird noch nicht verschoben. Das Verschieben des Zwischenele ments 13 erfolgt erst nach dem Aufsetzen des Schaltgerätkon taktträgers 6 auf das Zwischenelement 13. Dieser Aufsetzzeit punkt ist in Fig. 3 dargestellt.

Nach dem Aufsetzen des Schaltgerätkontaktträgers 6 auf das Zwischenelement 13 wird der Schaltgerätkontaktträger 6 noch weiter verschoben. Er lenkt dabei das Zwischenelement 13 ge gen die Grundfederkraft aus der Ruhestellung in die Betäti gungsstellung aus. Dadurch wird der Hilfskontakt 11 geöffnet. Das Auslenken des Zwischenelements 13 bewirkt also das Betä tigen des Hilfskontakts 11.

Der Schaltgerätkontaktträger 6 übt nur aufgrund des Aufset zens auf das Zwischenelement 13 eine Kraft auf das Zwischen element 13 aus. Das Rückführen des Zwischenelements 13 in die Ruhestellung hingegen wird nur durch die Grundfederkraft be wirkt.

Die Fig. 5 bis 7 entsprechen im wesentlichen den Fig. 2 bis 4. Gleiche Elemente sind daher mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zu den Fig. 2 bis 4 besteht das Zwi schenelement 13 gemäß den Fig. 5 bis 7 aber aus zwei relativ zueinander beweglichen Teilen 15, 16, die durch ein Zwischen federelement 17 gegeneinander vorgespannt sind. Ferner ist die Betätigungsstellung durch eine Wegbegrenzung 18 defi niert, gegen die das Zwischenelement 13 gefahren wird. Der Schaltzeitpunkt und der Schaltweg des Hilfskontakts 11 sind dadurch besonders einfach einstellbar. Darüber hinaus ergibt sich eine kompaktere Bauweise.

Die erfindungsgemäße Hilfsbaugruppe ist bei allen elektrome chanischen Schaltgeräten einsetzbar, ohne dass eine Bauraum in Anspruch nehmende Übersetzungsmechanik erforderlich wäre. Es muss lediglich sichergestellt sein, dass Schaltweg des Hilfskontakts 11, also der Weg zwischen Ruhestellung und Betätigungsstellung des Zwischenelements 13, maximal so groß ist wie der Betätigungsweg des Schaltgerätkontaktträgers 6.

Claims

1. Hilfsbaugruppe für ein elektromechanisches Schaltgerät, insbesondere ein Schütz, mit einem mit dem Schaltgerät ver bindbaren Gehäuse (10) und mindestens einem im Gehäuse (10) gelagerten, im verbundenen Zustand von einem Schaltgerätaktor (6), z. B. einem Schaltgerätkontaktträger (6), betätigbaren Hilfskontakt (11),

- wobei ein Zwischenelement (13) von dem Schaltgerätaktor (6) aus einer Ruhestellung in eine Betätigungsstellung auslenk bar ist,
- wobei das Auslenken des Zwischenelements (13) das Betätigen des Hilfskontakts (11) bewirkt,
- wobei das Zwischenelement (13) im Gehäuse (10) durch eine von einem Grundfederelement (14) ausgeübte Grundfederkraft in der Ruhestellung gehalten ist,
- wobei das Zwischenelement (13) von dem Schaltgerätaktor (6) gegen die Grundfederkraft auslenkbar ist und

dadurch gekennzeichnet, dass das Rückführen des Zwischenelements (13) in die Ruhe stellung nur durch die Grundfederkraft bewirkt wird.

2. Hilfsbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltgerätaktor (6) beim Auslenken des Zwischenele ments (13) in die Betätigungsstellung auf das Zwischenelement (13) nur eine Longitudinalkraft ausübt.

3. Hilfsbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsstellung durch eine Wegbegrenzung (18) definiert ist, gegen die das Zwischenelement (13) gefahren wird.

4. Hilfsbaugruppe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (13) aus zwei relativ zueinander be weglichen Teilen (15, 16) besteht, die durch ein Zwischenfe derelement (17) gegeneinander vorgespannt sind.

5. Elektromechanisches Schaltgerät, insbesondere Schütz, mit einer Hilfsbaugruppe nach einem der obigen Ansprüche.

6. Schaltgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltgerätaktor (6) in einer Verschieberichtung (x) verschiebbar ist und dass das Zwischenelement (13) in Ver schieberichtung (x) gesehen vor oder hinter dem Schaltgerä taktor (6) angeordnet ist.