DE20308446U1 - Schaltgerät mit potentialfreien Ausgängen nach DIN EN 50155 - Google Patents

Description

Anlage 1 / Beschreibung

SHC / h.t / 26. Mai 2003

Schaltgerät mit potentialfreien Ausgängen nach DIN EN 501 55

Beschreibung Das Schaltgerät erlaubt das potentialfreie Schalten von:

1. elektronischen Signalen oder

2. elektrischen Strömen zum Betrieb nachgeschalteter Geräte

über Relais - Kontakte und ist dabei unabhängig von Schwankungen der Versorgungsspannung gemäß der DIN EN 50155 „Elektronische Einrichtungen auf Schienenfahrzeugen ".

Das Schaltgerät besteht aus drei wesentlichen

Baugruppen,

-Sockel, Fig. 1 + 2 (1)

- Relais, Fig. 1 + 3 (2)

- Elektronik - Modul, Fig. 1 + 4 (3)

die nur als Einheit (Fig. 5) verwendbar sind.

- der Sockel (1) dient dabei zur Aufnahme des Relais (2), und des Elektronik - Modul (3) Als Option kann das Relais (2) noch mit einem Haltebügel aus Metall oder Plastik am Sockel (1) befestigt werden. Der Sockel (1) kann auf 35mm DIN - Hut- Schiene aufschnappen oder mittels zweier Schrauben auf einer Montageplatte befestigt werden. Der Sockel (1) ist logisch getrennt aufgebaut, nach VDE 0106, sind die Anschlüsse für die Versorgungsspannung und die Schaltausgänge räumlich getrennt. Die Anschlußklemmen im Sockel (1) können wahlweise als Schraubklemmen oder Federzugklemmen ausgeführt sein.

- als Relais (2) kann ein Steck- oder Printrelais mit Umschalt- bzw. Schließer- / Öffnerkontakten eingesetzt werden. Die Konfiguration der potentialfreien Kontakte wird im wesentlichen durch die Anwendung bestimmt.

- das Elektronik Modul (3) versorgt die Relaisspule (2) mit einem konstanten Strom Il, unabhängig von der Versorgungsspannung Un-

Anlage 1 / Seite 2

Dabei kann die Versorgungsspannung Un (Fig. 6) entsprechend der DIN EN 501 55 zwischen 07, und 1,25 des Nennwertes betragen. Die Elektronik ist so ausgelegt, daß für ca. 20ms nach Anlegen der Versorgungsspannung Un der max. Spulenstrom Item fließen kann, damit die Relaisspule (Fig. 6) sicher einschaltet. Nach 20ms wird dann der Spuienstrom I_L auf einen konstanten Wert, unabhängig von der Versorgungsspannung, begrenzt.

Anlage la

SHC / h.t / 26. Mai 2003

Schaltgerät mit potentialfreien Ausgängen nach DIN EN 501 55

Stand der Technik:

Die heute verwendeten Schaltgeräte sind sog. Hilfsschütze, die den gehobenen Anforderungen an mehr Komfort in Schienenfahrzeugen aus zwei Gründen nicht gerecht werden,

Das Problem:

Lösung:

1. Es werden immer mehr elektrische Signale zur Steuerung in Schienenfahrzeugen benötigt und Hilfsschütze sind relativ groß, der Steuerschrank in Schienenfahrzeugen ist begrenzt. Also Platzprobleme.

2. Eine Vielzahl and Steuersignalen werden von Microcontrollern verarbeitet. Hilfsschütze sind robust und mechanisch sehr stabil, können aber kleine Ströme, wie sie ein Microcontroller zur Signalerkennung braucht, nicht einwandfrei schalten.

Platzmangel und kleine Ströme stellen das Problem dar und könnten mit einem Relais gelöst werden, wenn nicht die Abhängigkeit eines Relais von der Versorgungsspannung wäre. Je kleiner die angelegte Spannung, desto geringer ist der Strom, der durch die Erregerspule fließt. Ist der Strom zu klein, können die Kontakte nicht ausreichend genug schließen bzw. der sog. Ruhekontakt hat im „stromlosen" Zustand einen geringen Druck und kann bei Schock- oder Schwingungsbeanspruchung einen nicht definierten Zustand annehmen. Damit ist die Anwendung nicht gemäß der DIN EN 501 55 und muß verworfen werden.

Die Komplexität der Probleme wird durch das Schaltgerät wie in Anlage 1 und den Zeichnungen Blatt 1 + 2 beschrieben gelöst.

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Die erreichten Vorteile:

Anlage 1 a / Seite 2

Mit der Erfindung wird erreicht, dass durch das Elektronik Modul (Stromquelle mit Pulsweiten-Modulation) die Erregerspule des Relais immer mit einem konstanten Spulenstrom versorgt wird. Nur dadurch kann gewährleistet werden, dass die potentialfreien Kontakte immer werksseitig auf den maximalen Kontaktdruck der Federn eingestellt sind. Die Vorteile zusammengefaßt,

Weitere Ausgestaltung

1. Die Erregerspule des Relais wird über das Elektronik - Modul immer ausreichend und konstant mit dem zum Betrieb nötigen Strom versorgt

2. Dadurch, dass die Spule genügend Strom erhält brauchen die potentialfreien Kontakt nicht auf den geringsten Strom (Relais ohne Elektronik - Modul bei kleinster möglicher Versorgungsspannung) eingestellt werden und haben den max. Kontaktdruck, auch bei kleinsten Steuerströme.

3. Je höher der Kontaktdruck, desto unempfindlicher ist das Steuergerät gegen Vibration, Schock- oder Schwingungsbeanspruchung gemäß der DIN EN 50155.

Die Erfindung ist nicht begrenzt auf eine Relaistype, sondern kann in der aufgezeigten Kombination mit einem Elektronik - Modul für alle Relais Anwendung finden.

Claims (1)

1. Schaltgerät mit potentialfreien Ausgängen gemäß DIN EN 50155 (Fig. 1) bestehend aus einem Sockel (1), einem Relais (2) und einem Elektronik-Modul (3) dadurch gekennzeichnet, daß nur in der Kombination der Einzelkomponenten (1), (2) und (3) die elektrische Funktionsweise gemäß DIN EN 50155 eingehalten wird, (Fig. 1).
   Zweck des Gerätes Schaltgerät, welches einen konstanten Spulenstrom bei schwankender Versorgungsspannung erzeugt.