EP2471084B1 - Aufsatzmodul zum erfassen eines schaltzustandes eines elektromagnetischen schaltgeräts - Google Patents

Aufsatzmodul zum erfassen eines schaltzustandes eines elektromagnetischen schaltgeräts Download PDF

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EP2471084B1
EP2471084B1 EP10732992.2A EP10732992A EP2471084B1 EP 2471084 B1 EP2471084 B1 EP 2471084B1 EP 10732992 A EP10732992 A EP 10732992A EP 2471084 B1 EP2471084 B1 EP 2471084B1
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EP
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switching
attachment module
plunger
electromagnetic switching
switching device
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Helmut Kraus
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Siemens AG
Siemens Corp
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    • H01H2071/046—Means for indicating condition of the switching device exclusively by position of operating part, e.g. with additional labels or marks but no other movable indicators

Definitions

  • the invention relates to an attachment module for detecting a switching state of an electromagnetic switching device having a switch housing, in which an actuator is arranged, which is designed as a plunger and is at one end in operative connection to a switching element, in particular a microswitch.
  • Electromagnetic switching devices in the context of the present invention are contactors, disconnectors, power relays and circuit breakers.
  • electromagnetic switching devices in particular for contactors, it is necessary in a large number of applications to detect the actual switching state of the electromagnetic switching device, in contrast to a driving state of the electromagnetic switching device, in order to be able to evaluate it elsewhere.
  • a switching state detection takes place by means of a detection device.
  • a mechanical switching contact is arranged in the housing, which changes its switching state when transferring the plunger from one to the other end position.
  • the switching contact is connected via lines to an evaluation device, so that the switching position of the switching contact and thus the switching state of the electromagnetic switching device can be detected by the evaluation device.
  • the detection device is its own, from the electromagnetic switching device different device, for example a so-called auxiliary switch.
  • a detection device for detecting the switching state of an electromagnetic switching device which has a housing in which a plunger is movably mounted.
  • the plunger is movable between two mechanical end positions, wherein the end position of the plunger corresponds to the switching state of the electromagnetic switching device.
  • a sensor device is arranged, from which it can be detected, in which of the end positions the plunger is located, and from which a corresponding electrical signal can be emitted.
  • the sensor device is designed such that the position of the plunger can be detected by it, without touching the plunger.
  • a tapping connection is also arranged, which is accessible from outside the housing and over which the electrical signal emitted by the sensor device can be tapped off as such.
  • a conditioning circuit is arranged on the housing, which prepares the electrical signal emitted by the sensor device in a message and outputs the message via a communication port.
  • a disadvantage of the prior art is that only two different switching states, the on and the off state, can be displayed via the detection device.
  • the object of the present invention is to provide a top module for detecting a switching state of an electromagnetic switching device, which is designed such that it reflects three possible switching states of the switching device, the on and off state and the switching state in welded contacts.
  • an attachment module for detecting a switching state of an electromagnetic switching device having a switch housing in which an actuator is arranged, which is designed as a plunger and is at one end in operative connection with a switching element, in particular a microswitch.
  • the invention is characterized in that the plunger has a snap hook at the other end, which communicates three possible switching positions of the electromagnetic switching device to the microswitch.
  • the electromagnetic switching device may be a contactor, which has a coil which can be acted upon by a switching current IS. When the switching current IS is applied to the coil, it attracts an armature. When the switching current IS is interrupted, the armature moves away from the coil due to a restoring spring force. The armature is connected to a plunger.
  • the plunger is also attracted to the coil. Due to the movement of the plunger, at least one load contact is closed so that a load current IL can flow. Conversely, when the switching current IS is interrupted, the load contact is opened again.
  • the electromagnetic switching device may for example also be a power switch.
  • the switching current IS is identical to the load current IL.
  • the coil in this case attracts the armature when the load current IL becomes too large. Due to the tightening of the armature a switching lock is released, which moves the plunger in a position in which the load contact remains open.
  • the position of the plunger is designed so that it corresponds to the state of the load contact and thus with the switching state of the electromagnetic switching device, regardless of the specific configuration of the electromagnetic switching device.
  • the plunger three possible switching positions of the electromagnetic switching device, the input and exhibition and the switching position in welded contacts indicate.
  • the switching position of the contactor is transmitted via the plunger as a mechanical switching position display directly into the module.
  • a switching element in particular a micro switch, operated in the attachment module.
  • the drive signal of the respective other contactor is guided via the switching element in the attachment module of the first contactor.
  • the locking is thus no longer via auxiliary contacts of the contactor, but via the switching element in the module. This has the advantages that the auxiliary contact in the contactor is at the customer's free disposal, and he no longer has to make any wiring.
  • the devices are also pre-assembled in total, so that the potential for errors can be minimized.
  • the plunger is connected at one end to the microswitch and at the other end has a snap hook, which occupies three different positions relative to a reference edge to the different switching states, the on and off state and the switching state to show welded contacts.
  • the attachment module has a communication cable, which enables transmission of activation signals between two attachment modules.
  • the drive signal of a contactor is guided via the switching element in the attachment module of the other contactor.
  • Fig. 1 shows an inventive attachment module 1, which has an upper housing part 2, which is fastened via locking elements 3 on the outer housing 4. From the upper housing part 2 protrudes into the housing interior, a guide unit 5, in which a plunger 6 is mounted.
  • the attachment module 1 sits on a protective device (not shown), preferably a contactor, wherein the attachment module 1 and the protective device via a snap hook 7 are in operative connection with each other when it comes to the triggering process.
  • the plunger 6 is actuated during the tripping operation via a spring element 8 a switching element 9.
  • the switching element 9 has connection elements 11 for printed circuit boards.
  • plug connections 12 and further electrical components 13 are arranged.
  • Fig. 2 shows the attachment module 1 in a particularly advantageous embodiment with integrated communication cable 14, the transmission of drive signals between two Attachment modules allows.
  • the drive signal of a contactor via the switching element in the attachment module of the other contactor are performed.
  • Fig. 3 are the three possible switching states, the on and off state and the switching state in welded contacts in the electromagnetic switching device, shown that are communicated via the snap hook 7 on the plunger 6 the switching element 9.
  • the snap hook 7 changes its position relative to a reference edge 15 corresponding to the three possible switching positions in the electromagnetic switching device.
  • the snap hook 7 assumes its position relative to the reference edge 15 according to the direction of movement 16 in three defined positions 17, 18, 19 and thereby indicates the on and off state and the switching state in welded contacts.
  • the present invention offers two key advantages. On the one hand, the three possible switching positions of an electromagnetic switching device, the on and off state and the switching state in welded contacts are precisely displayed by the attachment module according to the invention. On the other hand, no auxiliary contact is needed for the mutual locking of two electromagnetic switching devices, so that the wiring effort is reduced and the auxiliary contact can be used elsewhere.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Aufsatzmodul zum Erfassen eines Schaltzustandes eines elektromagnetischen Schaltgeräts, das ein Schaltergehäuse aufweist, in welchem ein Betätiger angeordnet ist, der als Stößel ausgebildet ist und an einem Ende in Wirkverbindung zu einem Schaltelement, insbesondere einem Mikroschalter steht.
  • Elektromagnetische Schaltgeräte im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Schütze, Trennschalter, Leistungsrelais sowie Leistungsschalter. Für derartige elektromagnetische Schaltgeräte, insbesondere für Schütze, ist es bei einer Vielzahl von Anwendungsfällen erforderlich, den tatsächlichen Schaltzustand des elektromagnetischen Schaltgeräts, im Gegensatz zu einem Ansteuerzustand des elektromagnetischen Schaltgeräts, zu erfassen, um ihn anderweitig auswerten zu können.
  • Die Information, in welcher Schaltstellung sich ein elektromagnetisches Schaltgerät, insbesondere ein Schütz, befindet, wurde bisher durch eine Stern-Dreieckschaltung bewerkstelligt. Die elektrische Verriegelung zweier gekoppelter Schütze wurde bisher über Hilfskontakte realisiert, die ebenso wie die Stern-Dreieckschaltung verdrahtet werden müssen.
  • Im Stand der Technik erfolgt eine derartige Schaltzustandserfassung mittels einer Erfassungseinrichtung. Hierbei ist im Gehäuse ein mechanischer Schaltkontakt angeordnet, der beim Überführen des Stößels von der einen in die andere Endstellung seinen Schaltzustand wechselt. Der Schaltkontakt wird über Leitungen mit einer Auswertungseinrichtung verbunden, so dass von der Auswertungseinrichtung die Schaltstellung des Schaltkontakts und damit der Schaltzustand des elektromagnetischen Schaltgeräts erfassbar sind. Meist ist die Erfassungseinrichtung eine eigene, vom elektromagnetischen Schaltgerät verschiedene Einrichtung, beispielsweise ein so genannter Hilfsschalter.
  • Dazu ist aus der DE 10 2007 002 176 A1 eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Schaltzustands eines elektromagnetischen Schaltgeräts bekannt, die ein Gehäuse aufweist, in welchem ein Stößel beweglich gelagert ist. Der Stößel ist zwischen zwei mechanischen Endstellungen bewegbar, wobei die Endstellung des Stößels mit dem Schaltzustand des elektromagnetischen Schaltgeräts korrespondiert. Im Gehäuse ist eine Sensoreinrichtung angeordnet, von der erfassbar ist, in welcher der Endstellungen sich der Stößel befindet, und von der ein hiermit korrespondierendes elektrisches Signal abgebbar ist. Die Sensoreinrichtung ist derart ausgebildet, dass die Stellung des Stößels von ihr erfassbar ist, ohne den Stößel zu berühren. Am Gehäuse ist zudem ein Abgreifanschluss angeordnet, der von außerhalb des Gehäuses zugänglich ist und über den das von der Sensoreinrichtung abgegebene elektrische Signal als solches unmittelbar abgreifbar ist. Zudem ist am Gehäuse eine Aufbereitungsschaltung angeordnet, die das von der Sensoreinrichtung abgegebene elektrische Signal in eine Nachricht aufbereitet und die Nachricht über einen Kommunikationsanschluss ausgibt.
  • Nachteilig am Stand der Technik ist, dass nur zwei unterschiedliche Schaltzustände, der Ein- und der Auszustand, über die Erfassungseinrichtung angezeigt werden können. Der Schaltzustand, in welchem die Kontakte im elektromagnetischen Schaltgerät verschweißt sind, kann bisher nicht über eine Schaltzustandsanzeige wiedergegeben werden.
  • Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Aufsatzmodul zum Erfassen eines Schaltzustands eines elektromagnetischen Schaltgeräts zu schaffen, das derart ausgebildet ist, dass es drei mögliche Schaltzustände des Schaltgeräts, den Ein- und Auszustand sowie den Schaltzustand bei verschweißten Kontakten, wiedergibt.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Aufsatzmodul mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind der Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Aufsatzmodul zum Erfassen eines Schaltzustands eines elektromagnetischen Schaltgeräts gelöst, das ein Schaltergehäuse aufweist, in welchem ein Betätiger angeordnet ist, der als Stößel ausgebildet ist und an einem Ende in Wirkverbindung zu einem Schaltelement, insbesondere einem Mikroschalter steht. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Stößel am anderen Ende einen Schnapphaken aufweist, der drei mögliche Schaltstellungen des elektromagnetischen Schaltgeräts an den Mikroschalter kommuniziert. Das elektromagnetische Schaltgerät kann ein Schütz sein, der eine Spule aufweist, die mit einem Schaltstrom IS beaufschlagbar ist. Wenn die Spule mit dem Schaltstrom IS beaufschlagt wird, zieht sie einen Anker an. Wird der Schaltstrom IS unterbrochen, bewegt sich der Anker auf Grund einer rücktreibenden Federkraft von der Spule weg. Mit dem Anker ist ein Stößel verbunden. Zusammen mit dem Anker wird daher auch der Stößel von der Spule angezogen. Auf Grund der Bewegung des Stößels wird mindestens ein Lastkontakt geschlossen, so dass ein Laststrom IL fließen kann. Umgekehrt wird beim Unterbrechen des Schaltstroms IS der Lastkontakt wieder geöffnet.
  • Alternativ kann das elektromagnetische Schaltgerät beispielsweise auch ein Leistungsschalter sein. In diesem Fall ist der Schaltstrom IS mit dem Laststrom IL identisch. Die Spule zieht in diesem Fall den Anker an, wenn der Laststrom IL zu groß wird. Auf Grund des Anziehens des Ankers wird ein Schaltschloss freigegeben, das den Stößel in eine Stellung bewegt, in welcher der Lastkontakt geöffnet bleibt. Die Stellung des Stößels ist dabei so ausgebildet, dass sie unabhängig von der konkreten Ausgestaltung des elektromagnetischen Schaltgeräts mit dem Zustand des Lastkontakts und damit mit dem Schaltzustand des elektromagnetischen Schaltgeräts korrespondiert. Erfindungsgemäß kann der Stößel drei mögliche Schaltstellungen des elektromagnetischen Schaltgeräts, die Ein- und Ausstellung sowie die Schaltstellung bei verschweißten Kontakten, anzeigen. Demgemäß wird die Schaltstellung des Schützes über den Stößel als mechanische Schaltstellungsanzeige direkt in das Modul weitergegeben. An der Schaltstellungsanzeige befindet sich eine Nase, welche somit beim Schalten des Schützes ein Schaltelement, insbesondere einen Mikroschalter, im Aufsatzmodul betätigt. Um die gegenseitige Verriegelung zweier elektromagnetischer Schaltgeräte, insbesondere zweier Schütze, über dieses Schaltelement zu realisieren, wird das Ansteuersignal des jeweiligen anderen Schützes über das Schaltelement im Aufsatzmodul des ersten Schützes geführt. Vorteilhafterweise erfolgt somit die Verriegelung nicht mehr über Hilfskontakte des Schützes, sondern über das Schaltelement im Modul. Damit sind die Vorteile verbunden, dass der Hilfskontakt im Schütz dem Kunden zur freien Verfügung steht, und er keine Verdrahtung mehr vornehmen muss. Die Geräte sind außerdem insgesamt vorkonfektioniert, wodurch das Fehlerpotential minimiert werden kann.
  • Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Stößel an seinem einen Ende mit dem Mikroschalter in Verbindung steht und am anderen Ende einen Schnapphaken aufweist, der drei unterschiedliche Stellungen relativ zu einer Bezugskante einnimmt, um die unterschiedlichen Schaltzustände, den Ein- und Auszustand sowie den Schaltzustand bei verschweißten Kontakten anzuzeigen.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist das Aufsatzmodul ein Kommunikationskabel auf, das eine Übertragung von Ansteuersignalen zwischen zwei Aufsatzmodulen ermöglicht. Dabei ist des Weiteren vorteilhaft vorgesehen, dass bei der gegenseitigen Verriegelung zweier miteinander gekoppelter elektromagnetischer Schaltgeräte, insbesondere zweier Schütze, das Ansteuersignal des einen Schützes über das Schaltelement im Aufsatzmodul des anderen Schützes geführt ist.
  • Weitere Vorteile und Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung erläutert
  • Dabei zeigen schematisch:
    • Fig. 1 in einer Schnittdarstellung ein erfindungsgemäßes Aufsatzmodul zum Erfassen eines Schaltzustandes eines elektromagnetischen Schaltgeräts;
    • Fig. 2 in einer Schnittdarstellung das erfindungsgemäße Aufsatzmodul nach Fig. 1 mit Kommunikationskabel;
    • Fig. 3 in einer schematischen Darstellung die drei unterschiedlichen Schaltstellungen des Schnapphakens für die drei unterschiedlichen Zustände des elektromagnetischen Schaltgeräts.
  • Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Aufsatzmodul 1, das ein Gehäuseoberteil 2 aufweist, das über Rastelemente 3 am Außengehäuse 4 befestigt ist. Vom Gehäuseoberteil 2 ragt ins Gehäuseinnere eine Führungseinheit 5, in welcher ein Stößel 6 gelagert ist. Das Aufsatzmodul 1 sitzt auf einem Schutzgerät (nicht dargestellt), vorzugsweise einem Schütz auf, wobei das Aufsatzmodul 1 und das Schutzgerät über einen Schnapphaken 7 miteinander in Wirkverbindung stehen, wenn es zum Auslösevorgang kommt. Der Stößel 6 betätigt beim Auslösevorgang über ein Federelement 8 einen Schaltelement 9. Die Übertragung vom Stößel 6 auf das Federelement 8 erfolgt über einen hakenähnlichen Vorsprung 10 am Stößel 6. Das Schaltelement 9 weist Anschlusselemente 11 für Leiterplatinen auf. Im Aufsatzmodul 1 sind außerdem Steckanschlüsse 12 sowie weitere elektrische Bauelemente 13 angeordnet.
  • Fig. 2 zeigt das Aufsatzmodul 1 in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform mit integriertem Kommunikationskabel 14, das eine Übertragung von Ansteuersignalen zwischen zwei Aufsatzmodulen ermöglicht. Dadurch kann bei der gegenseitigen Verriegelung zweier miteinander gekoppelter elektromagnetischer Schaltgeräte, insbesondere zweier Schütze, das Ansteuersignal des einen Schützes über das Schaltelement im Aufsatzmodul des anderen Schützes geführt werden.
  • In Fig. 3 sind die drei möglichen Schaltzustände, der Ein- und Auszustand sowie der Schaltzustand bei verschweißten Kontakten im elektromagnetischen Schaltgerät, dargestellt, die über den Schnapphaken 7 am Stößel 6 dem Schaltelement 9 kommuniziert werden. Der Schnapphaken 7 ändert seine Position relativ zu einer Bezugskante 15 entsprechend der drei möglichen Schaltstellungen im elektromagnetischen Schaltgerät. In der Fig. 3 ist dargestellt, dass der Schnapphaken 7 seine Position relativ zur Bezugskante 15 gemäß der Bewegungsrichtung 16 in drei definierten Stellungen 17, 18, 19 einnimmt und dadurch den Ein- und Auszustand sowie den Schaltzustand bei verschweißten Kontakten anzeigt.
  • Die vorliegende Erfindung bietet zwei entscheidende Vorteile. Zum Einen werden die drei möglichen Schaltstellungen eines elektromagnetischen Schaltgeräts, der Ein- und Auszustand sowie der Schaltzustand bei verschweißten Kontakten durch das erfindungsgemäße Aufsatzmodul präzise angezeigt. Zum Anderen wird für die gegenseitige Verriegelung zweier elektromagnetischer Schaltgeräte kein Hilfskontakt benötigt, so dass der Verdrahtungsaufwand dadurch verringert wird und der Hilfskontakt anderweitig verwendet werden kann.

Claims (4)

  1. Aufsatzmodul zum Erfassen eines Schaltzustands eines elektromagnetischen Schaltgeräts, das ein Schaltergehäuse aufweist, in welchem ein Betätiger angeordnet ist, der als Stößel (6) ausgebildet ist und an einem Ende in Wirkverbindung zu einem Schaltelement (9), insbesondere einem Mikroschalter, steht, wobei der Stößel (6) am anderen Ende einen Schnapphaken (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnapphaken (7) über den Stößel (6) die drei unterschiedlichen Schaltzustände des elektromagnetischen Schaltgeräts, den Ein- und Auszustand sowie den Schaltzustand bei verschweißten Kontakten, an das Schaltelement (9) kommuniziert.
  2. Aufsatzmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnapphaken (7) die drei unterschiedlichen Stellungen (17,18,19) relativ zu einer Bezugskante (15) einnimmt.
  3. Aufsatzmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsatzmodul (1) ein Kommunikationskabel (14) aufweist, das eine Übertragung von Ansteuersignalen zwischen zwei Aufsatzmodulen ermöglicht.
  4. Aufsatzmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der gegenseitigen Verriegelung zweier miteinander gekoppelter elektromagnetischer Schaltgeräte, insbesondere zweier Schütze, das Ansteuersignal des einen Schützes über das Schaltelement (9) im Aufsatzmodul des anderen Schütz geführt ist.
EP10732992.2A 2009-08-24 2010-07-16 Aufsatzmodul zum erfassen eines schaltzustandes eines elektromagnetischen schaltgeräts Active EP2471084B1 (de)

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