DE102011003598A1

DE102011003598A1 - Elektronische Auslöseeinheit für einen elektrischen Schalter

Info

Publication number: DE102011003598A1
Application number: DE102011003598A
Authority: DE
Inventors: Johannes Nestler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-02-03
Filing date: 2011-02-03
Publication date: 2012-08-09
Anticipated expiration: 2031-02-04
Also published as: US8848333B2; DE102011003598B4; CN102629535A; CN102629535B; US20120200977A1; ITMI20120084A1

Abstract

Es wird eine elektronische Auslöseeinheit für einen elektrischen Schalter offenbart, die mindestens einen elektrischen Anschluss aufweist, die in den elektrischen Schalter montierbar ist und im montierten Zustand mit diesem zur Auslösung des Schalters zusammenwirkt, wobei in Einbaulage des elektrischen Schalters die montierte Auslöseeinheit mindestens eine nach vorne gerichtete Vorderfläche, mindestens eine nach hinten gerichtete Rückfläche und Seitenflächen aufweist, wobei im montierten Zustandrei zugänglich ist, und wobei sich der elektrische Anschluss an einer der frei zugänglichen Seitenflächen der Auslöseeinheit befindet.

Description

Elektrische Schalter dienen dem Schalten von elektrischen Strömen. Eine Klasse von elektrischen Schaltern sind die sogenannten Leistungsschalter, die typischerweise Ströme von mehr als 100 A schalten können. Leistungsschalter sind typischerweise in einem Gehäuse untergebracht. Die einzelnen Phasen der Ströme werden typischerweise in sogenannten Pol-Kassetten geschaltet. Polkassetten sind Gehäuse, in denen ein Beweg- und ein Festkontakt untergebracht sind, die mechanisch getrennt bzw. zusammengebracht werden können zum Aus- bzw. Einschalten der Ströme. Die Mechaniken zur Betätigung des Ein- und Ausschaltens der einzelnen Pol-Kassetten werden so zusammengefasst, dass sie mit einer einzigen Handhabe am elektrischen Schalter geschaltet werden können.
Zusätzlich zur Funktionalität des Ein- bzw. Ausschaltens des elektrischen Stromes wird im Gehäuse eines elektrischen Schalters oftmals eine elektronische Auslöseeinheit (electronic trip unit, ETU) untergebracht. Die elektronische Auslöseeinheit hat die Aufgabe, ein vom elektrischen Schalter erhaltenes Stromsignal zu analysieren bezüglich beispielsweise Kurzschlüssen oder Überströmen. Die elektronische Auslöseeinheit löst, sobald sie einen Kurzschluss oder Überstrom detektiert, den elektrischen Schalter aus, was bedeutet, dass der Schalter ausgeschaltet wird, indem die Kontakte getrennt werden und dadurch der Stromfluss unterbrochen wird.
Für eine Weiterverarbeitung der Eingangs- oder Ausgangssignale der elektronischen Auslöseeinheit wird in manchen Anwendungen diese mit weiteren elektrischen Geräten verbunden. Als weitere elektrische Geräte kommen z. B. ein Fehlerstromschutzschalter (residual current device, RCD) oder ein externer N-Leiter-Wandler in Frage. Diese werden typischerweise mittels einer Kabelverbindung mit der elektronischen Auslöseeinheit verbunden, wobei die elektronische Auslöseeinheit selber über Kontakte im Gehäuse des elektrischen Schalters mit diesem zusammenwirkt. Die Anschlüsse für die weiteren elektrischen Geräte liegen typischerweise auf der Bedienfläche der elektronischen Auslöseeinheit und sind dort nach Entfernen einer Abdeckung erreichbar. Ebenso können sich die Anschlüsse für die weiteren elektrischen Geräte in einer sogenannten Zubehörtasche des Schalters befinden. Als Zubehörtasche wird der Raum im Gehäuse eines elektrischen Schalters bezeichnet, der sich in Einbaulage neben der Handhabe befindet, während die elektronische Auslöseeinheit typischerweise oberhalb oder unterhalb der Handhabe angeordnet ist.
Typischerweise werden die oben beschriebenen elektrischen Schalter in einem Schaltschrank eingebaut. Dieser wird mit einer Türe versehen, um ein unbefugtes Bedienen der Schalter und anderen Einbauten zu verhindern. Aus Platzgründen ist oftmals zwischen der Oberfläche des elektrischen Schalters und der Tür nicht viel Raum vorhanden. Wenn sich nun die Anschlüsse für die weiteren elektrischen Geräte auf der Bedienfläche der elektronischen Auslöseeinheit oder in einer Zubehörtasche befinden, ist es oftmals schwerlich möglich, die Tür des Schaltschranks zu schließen bzw. es werden Schaltschränke mit einer größeren Einbautiefe benötigt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine elektronische Auslöseeinheit für einen elektrischen Schalter mit mindestens einem elektrischen Anschluss zur Verfügung zu stellen, an die möglichst platzsparend weitere elektrische Geräte angeschlossen werden können.
Die Aufgabe wird gelöst gemäß Anspruch 1. Die elektronische Auslöseeinheit für einen elektrischen Schalter weist mindestens einen elektrischen Anschluss auf, wobei die Auslöseeinheit in den elektrischen Schalter montierbar ist und im montierten Zustand mit diesem zur Auslösung des Schalters zusammenwirkt, wobei in Einbaulage des elektrischen Schalters die montierte Auslöseeinheit mindestens eine nach vorne gerichtete Vorderfläche, mindestens eine nach hinten gerichtete Rückfläche und Seitenflächen aufweist, und wobei im montierten Zustand der Auslöseeinheit wenigstens eine der Seitenflächen frei zugänglich ist, wobei sich der elektrische Anschluss an einer der frei zugänglichen Seitenflächen der Auslöseeinheit befindet.
Vorteilhaft ist hierbei, dass die Bauhöhe eines Schaltschrankes, in den der elektrische Schalter montiert ist, bei Anschluss weiterer elektrischer Geräte nicht vergrößert werden muss.
In einer Ausführungsform ist der elektrische Anschluss in Einbaulage des elektrischen Schalters nach unten gerichtet. Dadurch wird sichergestellt, dass die Verkabelung weiterer elektrischer Geräte besonders platzsparend vorgenommen werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der elektrische Anschluss mit einem Verschlusselement versehen ist. Dies gewährleistet, dass der Anschluss vor Schmutz und Berührung gesichert ist.
Vorteilhafterweise kann das Verschlusselement einteilig ausgebildet sein. Dadurch kann es besonders kostengünstig hergestellt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Verschlusselement mit einem Rastpunkt versehen, der im geschlossenen Zustand des Verschlusselementes mit dem Gehäuse der Auslöseeinheit verrastet. Dadurch kann das unbeabsichtigte Öffnen des Verschlusselementes verhindert werden.
Ebenso kann das Verschlusselement vorteilhafterweise mit einer Wulst versehen sein, so dass es leichter bedienbar beim Öffnen oder Schließen ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Verschlusselement unverlierbar mit der elektronischen Auslöseeinheit verbunden.
Der elektrische Anschluss kann als Buchse ausgebildet sein, in die ein Stecker einsteckbar ist.
Die Erfindung wird im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren beschrieben.
1 elektronische Auslöseeinheit für einen elektrischen Schalter mit drei elektrischen Anschlüssen, und
2 elektronische Auslöseeinheit für einen elektrischen Schalter mit drei elektrischen Anschlüssen und einen eingesteckten Stecker.
1 zeigt einen elektrischen Schalter mit einer elektronischen Auslöseeinheit 100. Die elektronische Auslöseeinheit ist im elektrischen Schalter montiert und wirkt mit diesem zur Auslösung des Schalters zusammen. Die elektronische Auslöseeinheit 100 wird dabei typischerweise in einen Gehäuseschacht des elektrischen Schalters eingeführt und mittels Steckkontakten kontaktiert. Bei jeder elektronischen Auslöseeinheit 100 gibt es mindestens eine nach vorne gerichtete Vorderfläche, mindestens eine nach hinten gerichtete Rückfläche und Seitenflächen, wenn die Auslöseeinheit 100 im elektrischen Schalter montiert ist und dieser sich in Einbaulage befindet. Die elektronische Auslöseeinheit 100 weist auf dem Bedienfeld, welches von einer der Vorderflächen gebildet wird, eine Frontabdeckung 110 auf. Anschlüsse für weitere elektrische Geräte befanden sich bisher typischerweise unter dieser Frontabdeckung 110.
Die elektronische Auslöseeinheit 100 aus 1 weist im montierten Zustand frei zugängliche Seitenflächen 151 und 152 auf. Weitere Seitenflächen der Auslöseeinheit 100 können sich im Gehäuse des elektrischen Schalters verbergen und sind daher nicht frei zugänglich. Die elektronische Auslöseeinheit 100 weist zusätzlich drei elektrische Anschlüsse 191, 192 und 193 auf. Diese sind in der 1 an der Seitenfläche 152 der elektronischen Auslöseeinheit 100 angeordnet. Die elektrischen Anschlüsse 191, 192 und 193 sind als Öffnungen im Gehäuse der elektronischen Auslöseeinheit 100 ausgebildet.
Oftmals werden elektrische Schalter in Schaltschränken montiert, wobei mehrere elektrische Schalter nebeneinander angeordnet sind. Dadurch ist es vorteilhaft, die elektrischen Anschlüsse 191, 192 und 193 nicht an der Seitenfläche 151 anzuordnen, da hier ein benachbarter elektrischer Schalter montiert sein kann. Es ist daher vorteilhaft, dass die elektrischen Anschlüsse 191, 192 und 193 in Einbaulage des elektrischen Schalters nach unten gerichtet sind, wie es in 1 an der Seitenfläche 152 dargestellt ist.
Dadurch, dass die elektrischen Anschlüsse 191, 192 und 193 in Einbaulage des elektrischen Schalters nach unten gerichtet sind, wird bei Anschluss eines Steckers und einer Kabelverbindung an den elektrischen Anschlüssen 191, 192 und 193 zur Verbindung mit den Ausgängen eines weiteren elektrischen Geräts wenig Platz verbraucht und die Bauhöhe eines den Schalter umgebenen Schrankes muss nicht vergrößert werden.
Die elektrischen Anschlüsse 191, 192 und 193, die in 1 als Öffnungen in der Seitenfläche 152 der elektronischen Auslöseeinheit 100 dargestellt sind, sind mit Verschlusselementen 161, 162 und 163 versehen. Diese Verschlusselemente verhindern ein Verschmutzen oder ein Berühren der elektrischen Kontakte. Die Verschlusselemente 161, 162 und 163 sind einteilig ausgebildet und weisen jeweils einen Rastpunkt 181 und eine Wulst 180 auf. Im geschlossenen Zustand des Verschlusselementes 161, 162, 163 verrastet der Rastpunkt 181 mit dem Gehäuse der elektronischen Auslöseeinheit 100. Der Rastpunkt 181 verhindert, dass sich das Verschlusselement 161, 162, 163 unbeabsichtigt öffnet. Gerade im Auslösefall des elektrischen Schalters wird dieser mechanisch erschüttert und der Rastpunkt 181 verhindert das unbeabsichtigte Öffnen des Verschlusselementes 161, 162, 163. Die Wulst 180 erleichtert das Auf- oder Zuschieben des Verschlusselementes 161, 162, 163. Das Verschlusselement 161 des ersten elektrischen Anschlusses 191 ist in 1 geschlossen dargestellt. Ebenso ist in 1 das Verschlusselement 162 des zweiten elektrischen Anschlusses 192 in geschlossener Stellung. Das Verschlusselement 163 des dritten elektrischen Anschlusses 193 ist geöffnet dargestellt in 1. Beim dritten Anschluss 193 ist nur noch die Wulst 180 zu sehen, welche für einen Benutzer zum Schließen des Verschlusselementes 163 leicht greifbar ist.
Die einteilig ausgebildeten Verschlusselemente 161, 162 und 163 können aus Kunststoff hergestellt sein. Dabei kann es sich um einen thermo- oder duroplastischen Kunststoff handeln.
Die Verschlusselemente 161, 162, 163 sind unverlierbar mit der Auslöseeinheit 100 verbunden. Durch die Ausgestaltung des Verschlusselementes, welches einteilig ausgebildet und unverlierbar mit der Auslöseeinheit verbunden ist, und durch das Versehen des Verschlusselementes mit einem Rastpunkt und einer Wulst, ist der elektrische Anschluss 191, 192, 193 besonders komfortabel gesichert gegen Berührung und Schmutz.
In 2 sind die elektrischen Anschlüsse 191, 192, 193 als Buchsen ausgebildet, in die jeweils ein Stecker einsteckbar ist. Das Verschlusselement 163 des dritten elektrischen Anschlusses 193 ist geöffnet und in diese Öffnung ist der Stecker 190 eingeführt. Über den Stecker 190 und das dazugehörige Kabel kann ein weiteres elektrisches Gerät mit der elektronischen Auslöseeinheit 100 verbunden werden.
Erfindungsgemäß kann die elektronische Auslöseeinheit 100 mit jeder beliebigen Anzahl an elektrischen Anschlüssen an einer der Seitenflächen der Auslöseeinheit versehen sein.
Die Buchse, in die der Stecker eines weiteren elektrischen Gerätes einsteckbar ist, kann als Platine mit Kontaktflächen ausgebildet sein. Ebenso kann der elektrische Anschluss ein elektrisches Kontaktfeld bzw. eine Buchse für ein elektrisches Kontaktfeld sein. Alle möglichen Verbindungstechniken für Steckverbindungen können im elektrischen Anschluss implementiert werden.

Claims

Elektronische Auslöseeinheit (100) für einen elektrischen Schalter, wobei die Auslöseeinheit (100) mindestens einen elektrischen Anschluss (191; 192; 193) aufweist, wobei die Auslöseeinheit (100) in den elektrischen Schalter montierbar ist und im montierten Zustand mit diesem zur Auslösung des Schalters zusammenwirkt, wobei in Einbaulage des elektrischen Schalters die montierte Auslöseeinheit (100) mindestens eine nach vorne gerichtete Vorderfläche, mindestens eine nach hinten gerichtete Rückfläche und Seitenflächen aufweist, und wobei im montierten Zustand der Auslöseeinheit (100) wenigstens eine der Seitenflächen (151; 152) frei zugänglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich der elektrische Anschluss (191; 192; 193) an einer der frei zugänglichen Seitenflächen (151; 152) der Auslöseeinheit (100) befindet.
Elektronische Auslöseeinheit (100) gemäß Anspruch 1, bei dem der mindestens eine elektrische Anschluss (191; 192; 193) in Einbaulage des elektrischen Schalters nach unten gerichtet ist.
Elektronische Auslöseeinheit (100) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem der mindestens eine elektrische Anschluss (191; 192; 193) mit einem Verschlusselement (161; 162; 163) versehen ist.
Elektronische Auslöseeinheit (100) gemäß Anspruch 3, bei der das Verschlusselement (161; 162; 163) einteilig ausgebildet ist.
Elektronische Auslöseeinheit (100) gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, bei der das Verschlusselement (161; 162; 163) mit einem Rastpunkt (181) versehen ist, der im geschlossenen Zustand des Verschlusselementes (161; 162; 163) mit dem Gehäuse der Auslöseeinheit (100) verrastet.
Elektronische Auslöseeinheit (100) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, bei der das Verschlusselement (161; 162; 163) mit einer Wulst (180) versehen ist zur leichteren Bedienbarkeit beim Öffnen oder Schließen des Verschlusselementes.
Elektronische Auslöseeinheit (100) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, bei dem das Verschlusselement (161; 162; 163) unverlierbar mit der Auslöseeinheit (100) verbunden ist.
Elektronische Auslöseeinheit (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der mindestens eine elektrische Anschluss (191; 192; 193) als Buchse ausgebildet ist in den ein Stecker (190) einsteckbar ist.