DE102009038671A1

DE102009038671A1 - Attachment module for detecting a switching state of an electromagnetic switching device

Info

Publication number: DE102009038671A1
Application number: DE102009038671A
Authority: DE
Inventors: Manuel Geitner; Michaela Koller; Helmut Kraus
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2009-08-24
Filing date: 2009-08-24
Publication date: 2011-03-24
Also published as: BR112012004025B1; CN102484018B; EP2471084A1; CN102484018A; KR101560218B1; EP2471084B1; BR112012004025A2; KR20120081102A; IN2012DN00917A; WO2011023458A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein 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. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Stößel (6) am anderen Ende einen Schnapphaken (7) aufweist, der die drei möglichen Schaltstellungen des elektromagnetischen Schaltgeräts an das Schaltelement (9) kommuniziert.The invention relates to an attachment module for detecting a switching state of an electromagnetic switching device which has a switch housing in which an actuator is arranged, which is designed as a plunger (6) and at one end in operative connection to a switching element (9), in particular a micro-switch, stands. The invention is characterized in that the plunger (6) at the other end has a snap hook (7) which communicates the three possible switching positions of the electromagnetic switching device to the switching element (9).

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.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.

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.Electromagnetic switching devices in the context of the present invention are contactors, disconnectors, power relays and circuit breakers. For such 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.

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.The information in which switching position an electromagnetic switching device, in particular a contactor, is, has hitherto been accomplished by a star-delta connection. The electrical interlocking of two coupled contactors has hitherto been realized via auxiliary contacts, which must be wired in the same way as the star-delta connection.

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.In the prior art, such a switching state detection takes place by means of a detection device. Here, 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. In most cases, the detection device is a separate device, different from the electromagnetic switching device, for example a so-called auxiliary switch.

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.This is from the DE 10 2007 002 176 A1 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. In the housing, 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. On the housing, 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. In addition, 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.

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.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 switching state in which the contacts are welded in the electromagnetic switching device, so far can not be reproduced via a switching state indicator.

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.Accordingly, 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.

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.This object is achieved by an attachment module having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments and developments, which can be used individually or in combination with each other, are the subject of the dependent claims.

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.This object is achieved by 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. Therefore, together with the armature, 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.

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. Alternatively, the electromagnetic switching device may for example also be a power switch. In this case, 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. According to the invention, the plunger three possible switching positions of the electromagnetic switching device, the input and exhibition and the switching position in welded contacts indicate. Accordingly, the switching position of the contactor is transmitted via the plunger as a mechanical switching position display directly into the module. At the switching position indicator is a nose, which thus when switching the contactor a switching element, in particular a micro switch, operated in the attachment module. In order to realize the mutual locking of two electromagnetic switching devices, in particular two contactors, via this switching element, the drive signal of the respective other contactor is guided via the switching element in the attachment module of the first contactor. Advantageously, 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.

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.It is inventively provided that 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.

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.In a particularly advantageous embodiment, the attachment module has a communication cable, which enables transmission of activation signals between two attachment modules. In this case, it is further advantageously provided that in the mutual locking of two mutually coupled electromagnetic switching devices, in particular two contactors, the drive signal of a contactor is guided via the switching element in the attachment module of the other contactor.

Weitere Vorteile und Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung erläutert Dabei zeigen schematisch:Further advantages and embodiments of the invention will be explained below with reference to embodiments and with reference to the drawing in which:

1 in einer Schnittdarstellung ein erfindungsgemäßes Aufsatzmodul zum Erfassen eines Schaltzustandes eines elektromagnetischen Schaltgeräts; 1 in a sectional view of an inventive attachment module for detecting a switching state of an electromagnetic switching device;

2 in einer Schnittdarstellung das erfindungsgemäße Aufsatzmodul nach 1 mit Kommunikationskabel; 2 in a sectional view of the attachment module according to the invention 1 with communication cable;

3 in einer schematischen Darstellung die drei unterschiedlichen Schaltstellungen des Schnapphakens für die drei unterschiedlichen Zustände des elektromagnetischen Schaltgeräts. 3 in a schematic representation of the three different switching positions of the snap hook for the three different states of the electromagnetic switching device.

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 die Federelemente 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. 1 shows an inventive attachment module 1 , which is an upper housing part 2 has that via locking elements 3 on the outer housing 4 is attached. From the upper part of the housing 2 protrudes into the housing interior a guide unit 5 in which a pestle 6 is stored. The attachment module 1 sits on a protective device (not shown), preferably a contactor, wherein the attachment module 1 and the protection device via a snap hook 7 interact with each other when it comes to the triggering process. The pestle 6 actuated during the tripping process via a spring element 8th a switching element 9 , The transfer from the ram 6 on the spring elements 8th takes place via a hook-like projection 10 on the pestle 6 , The switching element 9 has connecting elements 11 for printed circuit boards. In the attachment module 1 are also plug connections 12 as well as other electrical components 13 arranged.

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. 2 shows the attachment module 1 in a particularly advantageous embodiment with integrated communication cable 14 which allows transmission of drive signals between two add-on modules. As a result, in the mutual locking of two mutually coupled electromagnetic switching devices, in particular two contactors, the drive signal of a contactor via the switching element in the attachment module of the other contactor are performed.

In 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 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.In 3 are the three possible switching states, the on and off state and the switching state with welded contacts in the electromagnetic switching device, shown via the snap hook 7 on the pestle 6 the switching element 9 be communicated. The snap hook 7 changes its position relative to a reference edge 15 according to the three possible switching positions in the electromagnetic switching device. In the 3 is shown that the snap hook 7 its position relative to the reference edge 15 according to the direction of movement 16 in three defined positions 17 . 18 . 19 occupies and thereby the on and off state as well as the switching state at welded contacts indicates.

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.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.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007002176 A1 [0005]

Claims

Attachment module for detecting a switching state of an electromagnetic switching device, which has a switch housing in which an actuator is arranged, which serves as a plunger ( 6 ) is formed and at one end in operative connection to a switching element ( 9 ), in particular a micro-switch, is, characterized in that the plunger ( 6 ) at the other end a snap hook ( 7 ), the three possible switching positions of the electromagnetic switching device to the switching element ( 9 ) communicates.

Attachment module according to claim 1, characterized in that the snap hook ( 7 ) the three different positions ( 17 . 18 . 19 ) relative to a reference edge ( 15 ) occupies.

Attachment module according to claim 1 or 2, characterized in that the three different switching states include the on and off state and the switching state in welded contacts.

Attachment module according to one of the preceding claims, characterized in that the attachment module ( 1 ) a communication cable ( 14 ), which allows transmission of drive signals between two add-on modules.

Attachment module according to one of the preceding claims, characterized in that in the mutual locking of two mutually coupled electromagnetic switching devices, in particular two contactors, the drive signal of a contactor via the switching element ( 9 ) is guided in the attachment module of the other contactor.