DE102018129768A1 - Schaltvorrichtung zum sicheren Abschalten wenigstens eines elektrischen Verbrauchers von einer Energieversorgungseinrichtung - Google Patents

Schaltvorrichtung zum sicheren Abschalten wenigstens eines elektrischen Verbrauchers von einer Energieversorgungseinrichtung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung (10), die ein erstes sicheres Schaltgerät (110.1) und ein Sicherheitsauswertegerät (20) aufweist, welches einen eine einzige Geräteschnittstelle (80) aufweisenden Kopplungs- und Halteabschnitt (40) aufweist, der zum mechanischen und elektrischen Koppeln mit dem ersten sicheren Schaltgerät (110.1) ausgebildet ist. Eine erste Verarbeitungseinrichtung (114.1) des sicheren Schaltgeräts (110.1) ist dazu ausgebildet ist, unter Ansprechen auf einen Abschaltbefehl des Sicherheitsauswertegeräts (20) Schalteinrichtungen (130.1, 131.2) derart anzusteuern, dass ein sicheres Abschalten eines elektrischen Verbrauchers (160) von einer Energieversorgungseinrichtung (170) erfolgen kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung zum sicheren Abschalten wenigstens eines elektrischen Verbrauchers von einer Energieversorgungseinrichtung.
  • Schaltvorrichtungen werden beispielsweise im Bereich der industriellen Automatisierungstechnik eingesetzt, um elektrische Verbraucher wie Motoren von einer Versorgungsspannung sicher abschalten zu können.
  • Derartige Schaltvorrichtungen weisen in der Regel jeweils ein Sicherheitsauswertegerät und ein Schaltgerät auf, welches beispielsweise als Motorstarter verwendet werden kann. Sind Schaltgerät und Sicherheitsauswertegerät als getrennte Geräte ausgebildet, müssen sie über ein externes Kabel elektrisch miteinander verbunden werden.
  • Um auf eine externe Verkabelung verzichten zu können, wurde in der EP 2 727 125 A1 ein sicherer Motorstarter vorgeschlagen, der ein Sicherheitsauswertegerät, ein sicheres Schaltgerät und ein Verbindungsmodul aufweist. Das Verbindungsmodul weist zwei Schnittstellen auf, die innerhalb des Verbindungsmoduls elektrisch leitend verbunden sind. Über die beiden Schnittstellen können das sichere Schaltgerät und das Sicherheitsauswertegerät elektrisch und mechanisch mit dem Verbindungsmodul gekoppelt werden. Auf diese Weise kann ein vom Sicherheitsauswertegerät bereitgestelltes Abschaltsignal über das Verbindungsmodul zum Schaltgerät übertragen werden, wobei das sichere Schaltgerät unter Ansprechen auf den Abschaltbefehl wenigstens ein Schaltglied ansteuert, so dass ein über das Schaltglied des sicheren Schaltgeräts gesteuerte Versorgungsspannung eines Verbrauchers abgeschaltet werden kann.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung zum sicheren Abschalten wenigstens eines elektrischen Verbrauchers von einer Versorgungsspannung zu schaffen, die platzsparend und kompakt aufbaubar ist.
  • Das oben genannte technische Problem wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Demgemäß ist eine Schaltvorrichtung zum sicheren Abschalten wenigstens eines elektrischen Verbrauchers von einer Energieversorgungseinrichtung vorgesehen, wobei die Schaltvorrichtung folgende Merkmale aufweist:
    • ein erstes sicheres Schaltgerät und
    • ein Sicherheitsauswertegerät, das einen eine einzige Geräteschnittstelle aufweisenden Kopplungs- und Halteabschnitt aufweist, der zum mechanischen und elektrischen Koppeln mit dem sicheren Schaltgerät ausgebildet ist, wobei das Sicherheitsauswertegerät eine Anschlusseinrichtung aufweist, an welche mindestens ein Sensor anschaltbar ist, und ferner dazu ausgebildet ist, unter Ansprechen auf ein Sensorsignal eines angeschlossenen Sensors wenigstens einen Abschaltbefehl zu erzeugen, wobei
    • das erste sichere Schaltgerät folgende Merkmale aufweist:
      • eine Schnittstelle, über die das sichere Schaltgerät mechanisch und elektrisch mit dem Kopplungs- und Halteberteich des Sicherheitsgeräts vorzugsweise lösbar koppelbar ist,
      • eine erste Anschlusseinrichtung, an welche eine Energieversorgungseinrichtung zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung für einen elektrischen Verbraucher anschließbar ist,
      • eine zweite Anschlusseinrichtung zum Anschalten eines ersten elektrischen Verbrauchers,
      • wenigstens einen Strompfad mit zwei in Reihe geschalteten Schalteinrichtungen, die zwischen der ersten und zweiten Anschlusseinrichtung angeordnet sind, und eine erste Verarbeitungseinheit,
      • wobei im gekoppelten Zustand eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Sicherheitsauswertegerät und dem sicheren Schaltgerät herstellbar ist, so dass ein vom Sicherheitsauswertegerät erzeugter Abschaltbefehl zum sicheren Schaltgerät übertragbar ist, und wobei
      • die erste Verarbeitungseinrichtung des sicheren Schaltgeräts dazu ausgebildet ist, unter Ansprechen auf einen Abschaltbefehl des Sicherheitsauswertegeräts die Schalteinrichtungen derart anzusteuern, dass eine Unterbrechung des wenigstens einen Strompfads und somit ein sicheres Abschalten eines ersten elektrischen Verbrauchers von einer Energieversorgungseinrichtung erfolgen kann.
  • Dank dieser Maßnahme kann eine vollständige Schaltvorrichtung kompakt und platzsparend bereits mit zwei Geräten aufgebaut werden.
  • Ein flexibler Aufbau und eine damit einhergehende einfache Erweiterbarkeit der Schaltvorrichtung kann dadurch erreicht werden, dass
    das Sicherheitsauswertegerät eine Verbindungsmodul-Schnittstelle aufweist, die zum mechanischen und elektrischen Koppeln mit einem Verbindungsmodul ausgebildet ist, wobei zwischen der einzigen Geräteschnittstelle und der Verbindungsmodul-Schnittstelle des Sicherheitsauswertegeräts eine geräteinterne, elektrisch leitende Verbindung besteht, dass
    ein Verbindungsmodul vorgesehen ist, das eine einzige Geräteschnittstelle zum mechanischen und elektrischen Koppeln mit einem zweiten sicheren Schaltgerät und eine erste Verbindungsmodul-Schnittstelle aufweist, die zum mechanischen und elektrischen Koppeln mit der Verbindungsmodul-Schnittstelle des Sicherheitsauswertegeräts ausgebildet ist, wobei zwischen der einzigen Geräteschnittstelle und der ersten Verbindungsmodul-Schnittstelle des Verbindungsmoduls eine innerhalb des Verbindungsmoduls angeordnete, elektrisch leitende Verbindung besteht, und dass
    ein zweites sicheres Schaltgerät vorgesehen ist, welches folgende Merkmale aufweist: eine Schnittstelle, über die das zweite Schaltgerät mechanisch und elektrisch mit der einzigen Geräteschnittstelle des Verbindungsmoduls koppelbar ist,
    eine erste Anschlusseinrichtung, an welche eine Energieversorgungseinrichtung zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung für einen zweiten elektrischen Verbraucher anschließbar ist,
    eine zweite Anschlusseinrichtung zum Anschalten eines zweiten elektrischen Verbrauchers,
    wenigstens einen Strompfad mit zwei in Reihe geschalteten Schalteinrichtungen, die zwischen der ersten und zweiten Anschlusseinrichtung angeordnet sind, und eine erste Verarbeitungseinheit; wobei
    im gekoppelten Zustand eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Sicherheitsauswertegerät und der Schnittstelle des zweiten Schaltgeräts über das Verbindungsmodul vorliegt, so dass ein vom Sicherheitsauswertegerät erzeugter Abschaltbefehl über das Verbindungsmodul zum zweiten sicheren Schaltgerät übertragbar ist, wobei
    die erste Verarbeitungseinrichtung des zweiten sicheren Schaltgeräts dazu ausgebildet ist, unter Ansprechen auf einen vom Sicherheitsauswertegerät erzeugten und über das Verbindungsmodul übertragenen Abschaltbefehl die Schalteinrichtungen derart anzusteuern, dass eine Unterbrechung des wenigstens einen Strompfads und somit ein sicheres Abschalten eines zweiten elektrischen Verbrauchers von einer Energieversorgungseinrichtung erfolgen kann, wobei
    das zweite Schaltgerät und das Sicherheitsauswertegerät jeweils lösbar mit dem Verbindungsmodul verbunden sind
  • Auf diese Weise kann die Schaltvorrichtung vorzugsweise in Längsrichtung einer Tragschiene durch Aufnahme wenigstens eines weiteren sicheren Schaltgeräts in Verbindung mit wenigstens einem Verbindungsmodul platzsparend und kompakt erweitert werden. Vorzugsweise sind Verbindungsmodul und zweites Schaltgerät sowie das Sicherheitsauswertegerät mit dem ersten Schaltgerät in einer Seite-an-Seite-Formation, d.h. nebeneinanderliegend, angeordnet und an einer Tragschiene montierbar.
  • Um beispielsweise eine mehrkanalige Not-Aus-Funktionalität zu realisieren, kann das Sicherheitsauswertegerät vorteilhafterweise folgende Merkmale aufweisen:
    • mindestens eine erste und eine zweite Verarbeitungseinheit zum parallelen Verarbeiten eines Sensorsignals eines angeschlossenen Sensors, wobei die mindestens zwei Verarbeitungseinheiten jeweils dazu ausgebildet sind, ein Ausgangssignal zu erzeugen und das jeweilige Ausgangssignal einem separaten Anschluss der einzigen Geräteschnittstelle und, sofern vorhanden, einem separaten Anschluss der Verbindungsmodul-Schnittstelle zuzuführen, wobei die Ausgangssignale der mindestens zwei Verarbeitungseinheiten jeweils einen Abschaltbefehl darstellen, wobei die Geräteschnittstelle und die erste Verbindungsmodul-Schnittstelle jeweils mindestens zwei Anschlüsse aufweisen und wobei zwischen den Anschlüssen der Geräteschnittstelle und den jeweils korrespondieren Anschlüssen der ersten Verbindungsmodul-Schnittstelle jeweils eine elektrisch leitende Verbindung besteht, wobei
    • das erste und zweite sichere Schaltgerät jeweils folgende Merkmale aufweist:
      • neben der ersten Verarbeitungseinheit mindestens eine zweite Verarbeitungseinheit, die jeweils mit einem separaten Anschluss der Anschlüsse der Schnittstelle verbunden und zum Empfangen und Verarbeiten von Ausgangssignalen der ersten bzw. zweiten Verarbeitungseinheit des Sicherheitsauswertegeräts ausgebildet sind, wobei die erste Verarbeitungseinheit eine der beiden Schalteinrichtungen und die zweite Verarbeitungseinrichtung die andere Schalteinrichtung des jeweiligen Schaltgeräts derart ansteuern kann, dass ein sicheres Abschalten eines elektrischen Verbrauchers von einer Energieversorgungseinrichtung erfolgen kann.
  • Um eine einfache und flexible Energieversorgung der Schaltvorrichtung zu ermöglichen, können das Sicherheitsauswertegerät und das erste und/oder zweite sichere Schaltgerät jeweils ein Netzteil aufweisen, wobei das Sicherheitsauswertegerät einen Potentialanschluss und einen Masseanschluss aufweist, an welche eine Energieversorgungsquelle zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung für Sicherheitsauswertegeräts und für das erste und/oder zweite sichere Schaltgerät anschaltbar sind, wobei das Netzteil des Sicherheitsauswertegeräts elektrisch mit dem Potentialanschluss und dem Masseanschluss verbunden ist, und wobei der Ausgang der zweiten Verarbeitungseinrichtung des Sicherheitsauswertegeräts und der Potentialanschluss jeweils mit einem Eingang eines Und-Gatters verbunden sind, so dass ein Ausgangssignal der zweiten Verarbeitungseinrichtung des Sicherheitsauswertegeräts zusammen mit einer an den Potential- und Masseanschluss anlegbaren Versorgungsspannung an die einzige Geräteschnittstelle und, sofern vorhanden, an die Verbindungsmodul-Schnittstelle des Sicherheitsauswertegeräts anlegbar ist, so dass die Versorgungsspannung sowohl zum ersten als auch zum zweiten sicheren Schaltgerät übertragbar ist.
  • Um die Aktivierung eines elektrischen Verbrauches steuern zu können, können das erste und/oder zweite Schaltgerät jeweils ein Und-Gatter und eine dritte Anschlusseinrichtung aufweisen, an welche eine Freigabesignal anlegbar ist, wobei die dritte Anschlusseinrichtung und ein Ausgang der zweiten Verarbeitungseinrichtung jeweils mit einem Eingang des Und-Gatters verbunden sind.
  • Zweckmäßigerweise sind das Sicherheitsauswertegerät, das erste Schaltgerät und das zweite Schaltgeräte jeweils in einem separaten Gehäuse angeordnet.
  • Als Gehäuse kommen beispielsweise standardisierte Klemmengehäuse in Frage, die beispielsweise eine Baubreite von 22,5 mm haben.
  • Ein flexibler Aufbau und eine damit einhergehende einfache Erweiterbarkeit der Schaltvorrichtung kann dadurch gesteigert werden, dass das Verbindungsmodul eine zweite Verbindungsmodul-Schnittstelle aufweist, die zum mechanischen und elektrischen Koppeln mit der Verbindungsmodul-Schnittstelle eines weiteren Verbindungsmoduls ausgebildet ist, wobei zwischen der einzigen Geräteschnittstelle, der ersten Verbindungsmodul-Schnittstelle und der zweiten Verbindungsmodul-Schnittstelle eine innerhalb des Verbindungsmoduls angeordnete, elektrisch leidende Verbindung besteht.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit zwei Figuren näher erläutert. Es zeigen:
    • 1a eine beispielhafte erfindungsgemäße Schaltvorrichtung im ungekoppelten Zustand, welche ein Sicherheitsauswertegerät und ein damit koppelbares sicheres Schaltgerät, welches an ein Energieversorgungsnetz angeschlossen ist, aufweist; und
    • 1b ein Verbindungsmodul und ein an das in 1a gezeigte Energieversorgungsnetz angeschlossenes weiteres sicheres Schaltgerät im ungekoppelten Zustand, mit denen die in 1a gezeigte Schaltvorrichtung erweitert werden kann.
  • Die 1a und 1b können zusammen betrachtet werden und zeigen eine beispielhafte Schaltvorrichtung 10, die als modulare Baugruppe ausgebildet und im auseinandergezogenen, das heißt im noch nicht gekoppeltem Zustand dargestellt ist. Die Schaltvorrichtung 10 ermöglicht insbesondere das sichere Abschalten wenigstens eines elektrischen Verbrauchers 160 von einer Energieversorgungseinrichtung 170, welche insbesondere ein Energieversorgungsnetz sein kann. Die beispielhaft in den 1a und 1b dargestellte Schaltvorrichtung 10 kann beispielsweise in der industriellen Automatisierungstechnik eingesetzt werden.
  • Die Schaltvorrichtung 10 umfasst wenigstens ein sicheres Schaltgerät 110.1 und ein Sicherheitsauswertegerät 20, welches eine einzige Geräteschnittstelle 80 aufweisenden Kopplungs- und Halteabschnitt 40 aufweist, der zum mechanischen und elektrischen Koppeln mit dem sicheren Schaltgerät 110.1 ausgebildet ist. Wie ein 1b gezeigt, kann die Schaltvorrichtung 10 mindestens ein weiteres Schaltgerät 110.2 aufweisen. Angenommen sei, dass die Schaltgeräte 110.1 und 110.1 im Wesentlichen identisch aufgebaut sind. Deshalb wird nur das Schaltgerät 110.1 detailliert erläutert. Schaltgerät 110.1 und 110.2 unterscheiden sich im vorliegenden Beispiel nämlich nur in den verwendeten Index 1 bzw. 2.
  • Das Sicherheitsauswertegerät 20 weist eine Anschlusseinrichtung mit beispielsweise vier Anschlüssen 30 bis 33 aufweist, an welche mindestens ein Sensor anschaltbar ist. Bei dem Sensor kann es sich um einen Not-Aus-Schalter handeln, der beispielsweise mittels eines Not-Aus-Tasters 60 und einer damit verbundenen Schalteinrichtung 70 realisiert ist. Der Not-Aus-Schalter kann ein- oder zweikanalig ausgebildet sein. Im vorliegenden Beispiel ist der Not-Aus-Schalter zweikanalig ausgebildet und die Schalteinrichtung 70 weist zwei parallel geschaltete Schaltglieder 71 und 72 auf, die mit den Anschlüssen 30 und 31 bzw. 32 und 33 der Anschlusseinrichtung des Sicherheitsauswertegerätes 20 verbunden sind. Das Ausgangssignal des Not-Aus-Tasters 60 steuert sowohl das Schaltglied 71 als auch das Schaltglied 72. Das Sicherheitsauswertegerät 20 ist insbesondere dazu ausgebildet ist, unter Ansprechen auf ein vom Not-Aus-Schalter 60, 70 geliefertes Sensorsignal wenigstens einen Abschaltbefehl zu erzeugen und diesen an der Geräteschnittstelle 80 für das sichere Schaltgerät 110.1 bereitzustellen.
  • Das Sicherheitsauswertegerät 20 kann in einem Gehäuse 25 untergebracht sein, das beispielsweise einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweisen kann, der in der x-y-Eben liegt. Unter Berücksichtigung des in der 1a dargestellten Koordinatensystem, bildet der sich in x-Richtung erstreckende Teil des Sicherheitsauswertegeräts 20 den Kopplungs- und Halteabschnitt 40. An der Stirnfläche des Kopplungs- und Halteabschnitt 40 können Rastelemente 43 und 44 und eine Verbindungsmodul-Schnittstelle 90 zum mechanischen und elektrischen Koppeln mit einem Verbindungsmodul 180 vorgesehen sein, wobei ein vom Sicherheitsauswertegerät 20 erzeugter Abschaltbefehl auch an der Verbindungsmodul-Schnittstelle 90 zur Weiterübertragung an das Verbindungsmodul 180 bereitstellbar ist.
  • Das Gehäuse 25 weist eine in der x-z-Ebene liegende Grundfläche 26 mit vorzugsweise rechteckförmigen Querschnitt auf, an der ein Befestigungsmittel 100 angeformt sein kann, mittels dessen das Sicherheitsauswertegerät 20 an einer nicht dargestellten Tragschiene, deren Längsachse in x-Richtung verläuft, z. B. aufgerastet werden kann. Parallel zur Grundfläche erstreckt sich ein Oberflächenabschnitt 27, der zum Kopplungs- und Halteabschnitt 40 gehört. An dem Oberflächenabschnitt 27 befindet sich die einzige Geräteschnittstelle 80, die bei einer beispielhaften zweikanaligen Implementierung des Sicherheitsauswertegeräts 20 zwei Anschlüsse 81 und 82 aufweist. Die Geräteschnittstelle 80 kann als in y-Richtung weisender Vorsprung ausgebildet sein. Ferner können an dem Oberflächenabschnitt 27 Rastelemente 41 und 42 angeformt sein.
  • Das sichere Schaltgerät 110.1 weist eine Schnittstelle 140.1 auf, über die das sichere Schaltgerät 110.1 mechanisch und elektrisch mit dem Kopplungs- und Halteberteich 40 des Sicherheitsgeräts 20 koppelbar ist. Ferner weist das sichere Schaltgerät 110.1 eine erste Anschlusseinrichtung 111.1 auf, an welche die Energieversorgungseinrichtung 170 zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung für einen ersten elektrischen Verbraucher 160 anschließbar ist. Handelt es sich bei der Energieversorgungseinrichtung 170 beispielsweise um ein Drehstromnetz, weist die Anschlusseinrichtung 111.1 drei Anschlüsse auf. An eine zweite Anschlusseinrichtung 112.1 des sicheren Schaltgeräts 110.1 kann der elektrische Verbraucher 160, der beispielsweise ein Drehstrommotor sein kann, angeschlossen werden. In diesem Fall weist die zweite Anschlusseinrichtung 112.1 ebenfalls drei Anschlüsse auf.
  • Weiterhin ist im Schaltgerät 110.1 wenigstens ein Strompfad 120.1 zwischen der ersten Anschlusseinrichtung 111.1 und der zweiten Anschlusseinrichtung 112.1 angeordnet, wobei der Strompfad 120.1 zwei in Reihe geschaltete Schalteinrichtungen 130.1 und 131.1 aufweisen kann, die jeweils einen ansteuerbaren Schaltkontakt aufweisen. Im gekoppelten Zustand ist eine elektrisch leitende Verbindung 50, 52 zwischen dem Sicherheitsauswertegerät 20 und dem sicheren Schaltgerät 110.1 herstellbar ist, so dass ein vom Sicherheitsauswertegerät 20 erzeugter Abschaltbefehl zum sicheren Schaltgerät 110.1 übertragbar ist. Die erste Verarbeitungseinrichtung 114.1 des sicheren Schaltgeräts 110.1 ist dazu ausgebildet ist, unter Ansprechen auf einen Abschaltbefehl des Sicherheitsauswertegeräts 20 die Schalteinrichtungen 130.1 und 131.1 derart anzusteuern, dass eine Unterbrechung des wenigstens einen Strompfads 120.1 und somit ein sicheres Abschalten des elektrischen Verbrauchers 160 von der Energieversorgungseinrichtung 170 erfolgen kann. Die Abschaltung des Motors 160 erfolgt vorzugsweise kontaktschonend, indem die Schalteinrichtungen 130.1 und 131.1 synchron von der Verarbeitungseinheit 114.1 angesteuert werden.
  • Für den Fall, dass an das Schaltgerät 110.1 als Energieversorgungseinrichtung 170 ein Drehstromnetz angeschaltet werden soll, sind zwei weitere Strompfade 121.1 und 122.1 vorhanden. In diesem Fall weisen die Schalteinrichtungen 130.1 und 131.1 jeweils einen weitere Schaltkontakt für den Strompfad 121.1 und den Strompfad 122.1 auf. Die Schalteinrichtungen 130.1 und 131.1 können zum Beispiel jeweils als Relais mit drei Schaltkontakten ausgebildet sein. Die jeweiligen Erregerspulen der Schalteinrichtungen 130.1 und 131.1 sind ebenfalls gezeigt. Ist das Schaltgerät 110.1 zum Beispiel, wie dargestellt, zweikanalig ausgebildet, kann eine zweite Verarbeitungseinheit 115.1 implementiert sein.
  • Das sichere Schaltgerät 110.1 kann beispielsweise eine dritte Anschlusseinrichtung 113.1 aufweisen, an die ein externes Freigabesignal zum Einschalten des elektrischen Verbrauchers 160 angelegt werden kann. Das Freigabesignal kann von einer Steuerung (nicht dargestellt) bereitgestellt werden.
  • Das sichere Schaltgerät 110.1 ist zweckmäßigerweise in einem Gehäuse 118.1 untergebracht, das zum Beispiel eine in x-Richtung weisende Baubreite von 22.5mm besitzt. Das Gehäuse 118.1 weist in Richtung des Oberflächenabschnitts 27 eine Aussparung und Rastelemente 150.1 und 151.1 auf, wobei im gekoppelten Zustand die als Vorsprung ausgebildete Geräteschnittstelle 80 in die Aussparung des Gehäuses 118.1 und die Rastelemente 150.1 und 151.1 in die komplementären Rastelemente 41 und 42 eingreifen, so dass vorzugsweise eine lösbare Verbindung zwischen dem Sicherheitsauswertegerät 20 und dem Schaltgerät 110.1 herstellbar ist. Angemerkt sei, dass die Rastelemente 150.1 und 151.1 der Schnittstelle 140.1 zugerechnet werden können, während die Rastelemente 41 und 42 Teil der Geräteschnittstelle 80 sein können. Die Baubreite des Gehäuses 118.1 entspricht im Wesentlichen der x-Ausdehnung des Oberflächenabschnitts 27 des Kopplungs- und Halteabschnitts 40, so dass im gekoppelten Zustand die Gehäuse 25 und 118.1 einen im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt mit einer Breite in x-Richtung von beispielsweise 45mm aufweisen.
  • Um die Schaltvorrichtung 10 um wenigstens ein weiteres sicheres Schaltgerät flexibel und kompakt erweitern zu können, ist das Verbindungsmodul 180 vorgesehen. Das Verbindungsmodul 180 weist eine einzige Geräteschnittstelle 230 zum mechanischen und elektrischen Koppeln mit einem elektronischen Gerät, zum Beispiel dem Schaltgerät 110.2 und wenigstens eine Verbindungsmodulschnittstelle 190 auf, die zum mechanischen und elektrischen Koppeln zum Beispiel mit der Verbindungsmodul-Schnittstelle 90 des Sicherheitsauswertegeräts 20 ausgebildet ist. Die einzige Geräteschnittstelle 230 kann ähnlich der Geräteschnittstelle 80 einen in y-Richtung weisenden Vorsprung und Rastelemente 182 aufweisen, wobei im gekoppelten Zustand die als Vorsprung ausgebildete Geräteschnittstelle 230 in die Aussparung des Gehäuses 118.2 des Schaltgeräts 110.2 und die Rastelemente 150.2 und 151.2 des Schaltgeräts 110.2 in die komplementären Rastelemente 182 eingreifen, so dass vorzugsweise eine lösbare Verbindung zwischen dem Verbindungsmodul 180 und dem Schaltgerät 110.2 herstellbar ist.
  • Angemerkt sei, dass das Verbindungsmodul 180 in x-Richtung eine Länge aufweist, die im Wesentlichen der Baubreite des Gehäuses 118.2 des sicheren Schaltgeräts 110.2 entsprechen kann. Erwähnt sei noch, dass bei dem dargestellten Ausführungsbespiel an das Schaltgerät 110.2 die Energieversorgungseinrichtung 170 und ein weiterer elektrischer Verbraucher 161 angeschlossen sind. Über einen Anschluss 113.2 kann ein zweites Freigabesignal zur Aktivierung des elektrischen Verbrauchers 161 an das Schaltgerät 110.2 angelegt werden. Auf diese Weise entsteht eine Schaltvorrichtung 20 mit zwei Schaltgeräten 110.1 und 110.2, die zwar unabhängig voneinander aktivierbar sind, aber von dem Sicherheitsauswertegerät 20 gemeinsam ansteuerbar sind, um den elektrischen Verbraucher 160 bzw. 161 sicher abzuschalten.
  • Die Geräteschnittstelle 230 ist elektrisch über wenigstens eine innerhalb des Verbindungsmoduls 80.1 verlaufende elektrische Verbindung mit der wenigstens einen Verbindungsmodul-Schnittstelle 190 des Verbindungsmoduls 180 verbunden. Die Verbindungsschnittstelle 190 kann Rastelemente 182 aufweisen, so dass das Verbindungsmodul 180 mechanisch und elektrisch mit dem Sicherheitsauswertegerät 20 vorzugsweise lösbar gekoppelt werden kann. Die Verbindungsmodul-Schnittstelle 190 befindet sich an einer Stirnfläche des Verbindungsmoduls 180, die bei Kopplung mit dem Sicherheitsauswertegerät 20 der Verbindungsmodul-Schnittstelle 90 gegenüberliegt. Ist das Verbindungsmodul 180, wie gezeigt, beispielsweise zweikanalig ausgebildet, ist die einzige Geräteschnittstelle 230 elektrisch über eine zweite innerhalb des Verbindungsmoduls 80.1 verlaufende elektrische Verbindung mit der wenigstens einen Verbindungsmodul-Schnittstelle 190 des Verbindungsmoduls 180 verbunden. In diesem Fall weist die einzige Geräteschnittstelle 230 des Verbindungsmoduls 180 zwei Anschlüsse 231 und 232 und die Verbindungsmodul-Schnittstelle 190 ebenfalls zwei Anschlüsse 191 und 192 auf. Anschluss 191 ist über die eine elektrische Verbindung, die die Abschnitte 220 und 223 aufweist, mit Anschluss 231 verbunden, während Anschluss 192 über die andere elektrische Verbindung, welche die Abschnitte 221 und 222 aufweist mit dem Anschluss 232 verbunden ist. Die Verbindungsabschnitte 220 bis 223 können jeweils als elektrische Leiter oder Leiterbahnen ausgebildet sein.
  • Das Verbindungsmodul 180 kann eine zweite Verbindungsmodul-Schnittstelle 200 aufweisen, die zum elektrischen und mechanischen Koppeln mit einem weiteren Verbindungsmodul ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die Schaltvorrichtung 20 um ein weiteres Schaltgerät erweitert werden. Die beiden Verbindungsmodul-Schnittstellen 190 und 200 des Verbindungsmoduls 180 sind an gegenüberliegenden Seiten, vorzugsweise an den Stirnseiten des Verbindungsmoduls 180, die jeweils in einer y-z-Ebene des in 1a gezeigten Koordinatensystems liegen, angeordnet, so dass eine Erweiterung der Schaltvorrichtung 10 entlang der x-Achse des in 1a gezeigten Koordinatensystems möglich ist. Ist das Verbindungsmodul 180, wie dargestellt, beispielsweise zweikanalig ausgebildet, weist auch die Verbindungsmodul-Schnittstelle 200 zwei Anschlüsse 201 und 202 auf, wobei Anschluss 201 über die elektrische Verbindung 220 mit dem Anschluss 191 elektrisch verbunden ist, während Anschluss 202 über die elektrische Verbindung 221 mit dem Anschluss 192 elektrisch verbunden ist. Ferner sind an der Stirnfläche, an der die Verbindungsmodul-Schnittstelle 200 angeordnet ist, Rastelemente 184 vorgesehen, die der Verbindungsmodul-Schnittstelle 200 zugeordnet sein können. Das Verbindungsmodul 180 kann zur Montage an einer Tragschiene ferner noch Befestigungsmitte 101 aufweisen.
  • Im gekoppelten Zustand greifen die Rastelemente 43 und 44 des Sicherheitsauswertegeräts 20 in die komplementär ausgebildeten Rastelemente 183 des Verbindungsmoduls 180 ein, wobei eine kompakte und flexible Bauweise der Schaltvorrichtung 10 in Form einer Seite-an-Seite-Anordnung zwischen der Baugruppe, die das Sicherheitsauswertegerät 20 und das Schaltgerät 110.1 umfasst, und der Baugruppe, die das Verbindungsmodul 180 und das Schaltgerät 110.2 umfasst, entsteht. Nunmehr besteht ferner eine elektrische Verbindung zwischen dem Sicherheitsauswertegerät 20 und dem zweiten sicheren Schaltgerät 110.2, so dass ein vom Sicherheitsauswertegerät 20 erzeugter Abschaltbefehl über das Verbindungsmodul 180 auch zum Schaltgerät 110.2 übertragbar ist.
  • Die erste Verarbeitungseinrichtung 114.2 des sicheren Schaltgeräts 110.2 ist nunmehr dazu ausgebildet ist, unter Ansprechen auf einen Abschaltbefehl des Sicherheitsauswertegeräts 20 die Schalteinrichtungen 130.2 und 131.2 derart anzusteuern, dass eine Unterbrechung des wenigstens einen Strompfads 120.2 und somit ein sicheres Abschalten des elektrischen Verbrauchers 161 von der Energieversorgungseinrichtung 170 erfolgen kann. Die Abschaltung des Motors 161 erfolgt vorzugsweise kontaktschonend, indem die Schalteinrichtungen 130.2 und 131.2 synchron von der Verarbeitungseinheit 114.2 angesteuert werden.
  • Angemerkt sei, dass, obwohl die in den 1a und 1b gezeigte Schaltvorrichtung 10 vom Not-Aus-Schalter 60, 70 bis hin zu den Schalteinrichtungen 130.1-2 der Schaltgeräten 110.1-2 zweikanalig ausgebildet ist, auch eine einkanalige Implementierung mit Ausnahme der Schalteinrichtungen 130.1-2 realisierbar ist. Allerdings ist die beispielhafte, in 1 gezeigte Schaltvorrichtung 20 sowohl für eine einkanalige als auch für eine zweikanalige Anwendung einsetzbar.
  • Bei einer einkanaligen Anwendung der Schaltvorrichtung 10 ist denkbar, dass die Schalteinrichtung 70 des Not-Aus-Schalters nur ein Schaltglied 71 aufweist. In diesem Fall kann die Betätigung des Not-Aus-Tasters 60 einer Verarbeitungseinheit 21 des Sicherheitsauswertegeräts 20 gemeldet werden, die daraufhin einen Abschaltbefehl über die elektrische Verbindungen 50 und 52, den Anschluss 81 und den Anschluss 141.1 zur Verarbeitungseinheit 114.1 übertragt, die dazu ausgebildet ist, unter Ansprechen auf den Abschaltbefehl die in Reihe geschalteten Schalteinrichtungen 130.1 und 131.1 derart anzusteuern, dass eine Unterbrechung wenigstens eines der Strompfade 120.1, 121.1 und 122.1 erfolgt, so dass der Motor 160 vom Drehstromnetz 170 abgeschaltet werden kann. Gleichzeitig wird der Abschaltbefehl über den Anschluss 91, den Anschluss 191, die elektrischen Verbindungen 220 und 223, den Anschluss 231 und den Anschluss 141.2 zur Verarbeitungseinheit 114.2 übertragen, die dazu ausgebildet ist, unter Ansprechen auf den Abschaltbefehl die in Reihe geschalteten Schalteinrichtungen 130.2 und 131.2 derart anzusteuern, dass eine Unterbrechung wenigstens eines der Strompfade 120.2, 121.2 und 122.2 erfolgt, so dass der Motor 161 vom Drehstromnetz 170 abgeschaltet werden kann.
  • Für einen beispielsweise zweikanaligen Betrieb kann das Sicherheitsauswertegerät 20 neben der Verarbeitungseinheit 21 eine zweite Verarbeitungseinheit 22 zum parallelen Verarbeiten des vom beispielhaften Not-Aus-Schalter 60, 70 gelieferten Sensorsignals aufweisen. Wie gezeigt, ist das Schaltelement 71 über die Anschlüsse 30 und 31 mit der Verarbeitungseinheit 21 verbunden, während das zweite Schaltelement 72 über die Anschlüsse 32 und 33 mit der Verarbeitungseinheit 22 verbunden ist. Das Sicherheitsauswertegerät 20 weist auf diese Art und Weise zwei Eingangskreise auf, über die das Sensorsignal des Not-Aus-Schalters 60, 70 dem Sicherheitsauswertegerät 20 beziehungsweise den beiden Verarbeitungseinheiten 21 und 22 zuführbar ist. Die beiden Verarbeitungseinheiten 21 und 22 sind jeweils dazu ausgebildet, ein Ausgangssignal zu erzeugen. Das Ausgangssignal der Verarbeitungseinheit 21 wird dem Anschluss 81 der Geräteschnittstelle 80 und dem Anschluss 91 der Verbindungsmodul-Schnittstelle 90 zugeführt 91, während das Ausgangssignal der Verarbeitungseinheit 22 dem Anschluss 82 der Geräteschnittstelle 80 und dem Anschluss 92 der Verbindungsmodul-Schnittstelle 90 zugeführt wird. Über den Anschluss 91 gelangt das Ausgangssignal der Verarbeitungseinheit 21 an den Anschluss 231 der Geräteschnittstelle 230 des Verbindungsmoduls 180, während das Ausgangssignal der zweiten Verarbeitungseinheit 22 über den Anschluss 92 zum Anschluss 232 der Geräteschnittstelle 230 gelangt. Es sei angemerkt, dass die Ausgangssignale der Verarbeitungseinheit in 21 und 22 jeweils einen Abschaltbefehl darstellen, wenn der Not-Aus-Taster 60 betätigt worden ist.
  • Das sichere Schaltgerät 110.1 kann neben der ersten Verarbeitungseinheit 114.1 eine zweite Verarbeitungseinheit 115.1 aufweisen. Die Verarbeitungseinheit 114.1 ist mit dem ersten Anschluss 141.1 der Schnittstelle 140.1 verbunden, während die zweite Verarbeitungseinheit 115.1 dem zweiten Anschluss 142.1 zugeordnet ist. Die erste Verarbeitungseinheit 114.1 ist zum Empfangen und Verarbeiten des Ausgangssignals der ersten Verbindungseinheit 21 des Sicherheitsauswertegeräts 20 ausgebildet, während die zweite Verarbeitungseinheit 115.1 zum Empfangen und Verarbeiten von Ausgangssignalen der zweiten Verbindungseinheit 22 des Sicherheitsauswertegerätes 20 ausgebildet ist. Die Verarbeitungseinheit 114.1 kann bei einer zweikanaligen Ausbildung des Schaltgeräts 110.1 mit der Schalteinrichtung 130.1 verbunden sein, während die zweite Verarbeitungseinheit 115.1 mit der zweiten Schalteinrichtung 131.1 verbunden sein kann. Die beiden Verarbeitungseinheiten 114.1 und 115.1 sind derart ausgebildet, dass sie bei Empfang eines Abschaltsignals von dem Sicherheitsauswertegerät 20 die Schalteinrichtung 130.1 beziehungsweise die Schalteinrichtung 131.1 derart ansteuern können, das ein sicheres Abschalten des elektrischen Verbrauchers 160 vom Stromversorgungsnetz 170 erfolgen kann. Vorzugsweise kann der elektrische Verbraucher 160 kontaktschonend abgeschaltet werden, indem die Schalteinrichtungen 130.1 und 131.1 im Wesentlichen synchron von den Verarbeitungseinheiten 114.1 und 115.1 angesteuert werden. Diese Erläuterungen betreffen auch das Schaltgerät 110.2, mit dem der elektrische Verbraucher 161 abgeschaltet werden kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Sicherheitsauswertegerät 20 einen Potentialanschluss 34 und einen Masseanschluss 35 auf, an den beispielsweise eine externe Energieversorgungsquelle 210 anschließbar ist, die beispielsweise eine Versorgungsgleichspannung UB von beispielsweise 24 V zur Versorgung des Sicherheitsauswertegerätes 20 bereitstellen kann.
  • Vorteilhafterweise können neben dem Sicherheitsauswertegerät 20 auch die Schaltgeräte 110.1 und 110.2 von der Energieversorgungsquelle 210 mit Energie versorgt werden. Das Sicherheitsauswertegerät 20 kann ein mit den Anschlüssen 34 und 35 verbundenes Netzteil 23 aufweisen, welches die Versorgungsspannung von 24V beispielsweise auf eine interne benötigte Gleichspannung von 5 V herabsetzen kann. Das Netzteil 23 versorgt die Verarbeitungseinheiten 21 und 23 mit Energie. Hierzu ist das Netzteil 24 elektrisch mit den Verarbeitungseinheiten 21 und 22 verbunden.
  • Um die von der Energieversorgungsquelle 210 gelieferte Versorgungsspannung UB auch zu den Schaltgeräten 110.1 und 110.2 übertragen zu können, kann beispielsweise der Ausgang der Verarbeitungseinheit 22 und der Potentialanschluss 34 jeweils mit einem Eingang eines Und-Gatters 24 verbunden sein. Der Ausgang des Und-Gatters 24 kann mit dem Anschluss 82 der Geräteschnittstelle 80 und dem Anschluss 92 der Verbindungsmodul-Schnittstelle 90 verbunden sein. Zudem kann der Masseanschluss 35 über elektrische Verbindungen 54 und 55, die im Gehäuse 25 verlaufen, mit einem weiteren Anschluss 83 der Geräteschnittstelle 80 und über die elektrische Verbindung 54 zusätzlich mit einem weiteren Anschluss 93 der Verbindungsmodul-Schnittstelle 90 verbunden sein.
  • Auch das Schaltgerät 110.1 kann ein Netzteil 116.1 aufweisen. Das Netzteil 1161 kann mit dem Anschluss 142.1 und einem weiteren Anschluss 143.1 der Schnittstelle 140.1 verbunden sein und speist die Verarbeitungseinheiten 114.1 und 115.1. Das Schaltgerät 110.2 kann identisch zu Schaltgerät 110.1 aufgebaut sein. Folglich gelten obige Erläuterungen auch für das Schaltgerät 110.2, wobei lediglich Index 1 durch Index 2 auszutauschen ist.
  • Um die Versorgungspannung UB auch dem Schaltgerät 110.2 zuführen zu können, weist, die Verbindungsmodul-Schnittstelle 190 des Verbindungsmoduls 180 einen weiteren Anschluss 193 auf, der über eine elektrische Verbindung 224 und eine elektrische Verbindung 225 mit einem weiteren Anschluss 233 der Geräteschnittstelle 230 und, sofern vorhanden, über die elektrische Verbindung 224 ferner mit einem weiteren Anschluss 203 der anderen Verbindungsmodul-Schnittstelle 200 verbunden ist. Im gekoppelten Zustand ist Anschluss 83 mit Anschluss 143.1, Anschluss 93 mit Anschluss 193 und Anschluss 233 mit Anschluss 143.2 verbunden.
  • Ferner kann das Schaltgerät 110.1 ein Und-Gatter 117.1 aufweisen, dessen erster Eingang mit dem Anschluss 113.1, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang der Verarbeitungseinheit 115.1 und dessen dritter Eingang mit dem Anschluss 142.1 verbunden ist. Der Ausgang des Und-Gatters 117.1 ist mit der Schalteinrichtung 131.1 bzw. mit der Erregerspule der Schalteinrichtung 131.1 verbunden. Das Schaltgerät 110.2 kann wiederum identisch zu Schaltgerät 110.1 ausgebildet sein.
  • Nachfolgend wird die Funktionsweise der Schaltvorrichtung 10 erläutert.
  • Angenommen sei, dass an den Anschlüssen 113.1 und 113.2 der Schaltgeräte 110.1 und 110.1 jeweils ein Freigabesignal anliegt, die Energieversorgungsquelle 210 an den Anschlüssen 34 und 35 angeschlossen ist und die Schaltkontakte 71 und 72 geöffnet sind, da der Not-Aus-Taster 60 nicht betätigt worden ist. Der Schaltzustand des Schaltkontaktes 71 wird von der Verarbeitungseinheit 21 den Verarbeitungseinheiten 114.1 und 114.2 signalisiert, während der Schaltzustand des Schaltkontaktes 72 über die Verarbeitungseinheit 22 zusammen mit der Versorgungsspannung UB über das Und-Gatter 24 den Verarbeitungseinheiten 115.1 und 115.2 zugeführt wird. Demzufolge liegt die Versorgungsspannung UB auch an den Netzteilen 116.1 und 116.2 an. Die Und-Gatter 117.1 und 117.2 liefern deshalb ausgangsseitig eine logische 1 und die Verarbeitungseinheiten 115.1 und 115.2 erkennen, dass der Not-Aus-Taster 60 nicht betätigt worden ist. Unter Ansprechen hierauf steuern die Verarbeitungseinheiten 114.1 und 115.1 die Schalteinrichtungen 130.1 und 131.1 derart an, dass der Motor 160 über das Schaltgerät 110.1 mit dem Energieversorgungsnetz 170 verbunden ist. In ähnlicher Weise steuern die Verarbeitungseinheiten 114.2 und 115.2 die Schalteinrichtungen 130.2 und 131.2 derart an, dass der Motor 161 über das Schaltgerät 110.2 mit dem Energieversorgungsnetz 170 verbunden ist.
  • Nunmehr sei angenommen, dass der Not-Aus-Taster 60 betätigt worden ist und die Schaltkontakte 71 und 72 geöffnet sind. Die beiden Verarbeitungseinheiten 21 und 22 erzeugen unter Ansprechen auf die geöffneten Schaltkontakte 71 und 72 jeweils einen Abschaltbefehl. Der Abschaltbefehl der Verarbeitungseinheit 21 wird wiederum zur Verarbeitungseinheit 114.1 und zur Verarbeitungseinheit 114.2 übertragen, während der Abschaltbefehl der Verarbeitungseinheit 22 mit dem am Anschluss 34 anliegenden Potential im Und-Gatter 24 verknüpft und dann zu den Schaltgeräten 110.1 und 110.2 bzw. zu den Verarbeitungseinheiten 115.1 und 115.2 übertragen wird. Unter Ansprechen auf die empfangenen Abschaltbefehle werden die Schalteinrichtungen 130.1 und 131.1 von den Verarbeitungseinheiten 114.1 und 115.1 derart angesteuert, dass der Motor 160 vorzugsweise kontaktschonend vom Energieversorgungsnetz 170 getrennt wird. In ähnlicher Weise wird der Motor 161 vorzugsweise kontaktschonend vom Energieversorgungsnetz 170 abgeschaltet.
  • Um auch bei Ausfall der Energieversorgungsquelle 210 ein sicheres Abschalten der an den Schaltgeräten 110.1 und 110.2 angeschalteten Motoren 160 bzw. 161 zu ermöglichen, kann ein Energiespeicher 28 vorgesehen sein, der über das Netzteil 23 aufgeladen wird und die Verarbeitungseinheit 21 und, wenn vorhanden, auch die Verarbeitungseinheit 22 vorübergehend mit ausreichender Energie versorgen kann. Zu diesem Zweck kann das Schaltgerät 110.1 einen Energiespeicher 118.1 aufweisen, der über das Netzteil 116.1 aufgeladen wird und die Verarbeitungseinheit 114.1 und, wenn vorhanden, auch die Verarbeitungseinheit 115.1 vorübergehend mit ausreichender Energie versorgen kann. Vorzugsweise reicht die vom Energiespeicher 118.1 gespeicherte Energie aus, die Schalteinrichtungen 130.1 und 131.1 derart anzusteuern, dass der Motor 160 kontaktschonend abgeschaltet werden kann. In ähnlicher Weise kann das Schaltgerät 110.2 einen Energiespeicher 118.2 aufweisen, der über das Netzteil 116.2 aufgeladen wird und die Verarbeitungseinheit 114.2 und, wenn vorhanden, auch die Verarbeitungseinheit 115.2 vorübergehend mit ausreichender Energie versorgen kann. Vorzugsweise reicht die vom Energiespeicher 118.2 gespeicherte Energie aus, die Schalteinrichtungen 130.2 und 131.2 derart anzusteuern, dass der Motor 161 kontaktschonend abgeschaltet werden kann.
  • Erwähnt sei noch, dass der Motor 160 mittels des Schaltgeräts 1101 nur gestartet werden kann, wenn die Energieversorgungsquelle 210 die Versorgungsspannung UB bereitstellt, das Eingangssignal E1 am Anschluss 113.1 ein High-Signal ist und die Verarbeitungseinheiten 21, 22, 114.1 und 115.1 jeweils ein High-Signal liefern. Demzufolge kann bei Ausfall der Energieversorgungsquelle 210 dank des UND-Gatters 117.1 die Schalteinrichtung 131.1 sofort gesperrt und somit der Motor 160 sofort abgeschaltet werden. In ähnlicher Weise kann der Motor 161 bei Ausfall der Energieversorgungsquelle 210 sofort durch das Schaltgerät 110.2 abgeschaltet werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Schaltvorrichtung
    20
    Sicherheitsauswertegerät
    21,22
    Verarbeitungseinheiten
    23
    Netzteil
    24
    Und-Gatter
    25
    Gehäuse
    26
    Grundfläche des Gehäuses 25
    27
    Oberfläche zum Koppeln und Halten eines Schaltgeräts
    28
    Energiespeicher, z. B. Kondensator
    30-33
    Anschlusseinrichtung mit beispielsweise 4 Anschlüssen
    34,35
    Anschlüsse zum Anschließen einer Energieversorgungsquelle
    40
    Kopplungs- und Halteabschnitt
    41-44
    Rastelemente
    50-55
    elektrische Verbindungen, z.B. elektrische Leitungen oder Leiterbahnen
    60
    Not-Aus-Taster
    70
    zweikanalige Schalteinrichtung
    71,72
    Schaltglieder der Schalteinrichtung
    80
    Geräteschnittstelle
    81-83
    Anschlüsse der Geräteschnittstelle
    90
    Verbindungsmodul-Schnittstelle
    90-93
    Anschlüsse der Verbindungsmodul-Schnittstelle
    100
    Befestigungsmittel zum Montieren des Sicherheitsauswertegeräts an einer Tragschiene
    101
    Befestigungsmittel zum Montieren des Verbindungsmoduls 180 an einer Tragschiene
    110.1-2
    sicheres Schaltgerät, z. B. Motorschalter
    111.1-2
    erste Anschlusseinrichtung, z. B. zum Anschließen eines Stromversorgungsnetzes
    112.1-2
    zweite Anschlusseinrichtung zum Anschließen eines elektrischen Verbrauchers
    113.1-2
    dritte Anschlusseinrichtung zum Anlegen eines Freigabesignals
    114.1-2
    Verarbeitungseinheit
    115.1-2
    Verarbeitungseinheit
    116.1-2
    Netzteil
    117.1-2
    Und-Gatter
    118.1-2
    Energiespeicher, z. B. Kondensator
    120.1-2
    erster Strompfad
    121.1-2
    zweiter Strompfad
    122.1-2
    dritter Strompfad
    130.1-2
    erste Schalteinrichtung, insbesondere ein Relais mit drei Schaltkontakten
    131.1-2
    zweite Schalteinrichtung, insbesondere ein Relais mit drei Schaltkontakten
    150.1-2
    Rastelemente
    140.1-2
    Schnittstelle
    141.1-2
    Anschluss der zweiten Schnittstelle
    142.1-2
    Anschluss der zweiten Schnittstelle
    143.1-2
    Anschluss der zweiten Schnittstelle
    160
    elektrischer Verbraucher, z. B. Motor
    161
    elektrischer Verbraucher, z. B. Motor
    170
    Energieversorgungseinrichtung, z. B. dreiphasiges Stromversorgungsnetz
    180
    Verbindungsmodul
    182-184
    Rastelemente
    190
    erste Verbindungsmodul-Schnittstelle
    191-193
    Anschlüsse der ersten Verbindungsmodul-Schnittstelle
    200
    zweite Verbindungsmodul-Schnittstelle
    201-203
    Anschlüsse der zweiten Verbindungsmodul-Schnittstelle
    210
    Energieversorgungsquelle, z.B. Gleichspannungsquelle
    220 -225
    elektrische Verbindungen, z.B. elektrische Leitungen oder Leiterbahnen
    230
    Geräteschnittstelle
    231-233
    Anschlüsse der Geräteschnittstelle 230
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2727125 A1 [0004]

Claims (9)

  1. Schaltvorrichtung (10) zum sicheren Abschalten wenigstens eines elektrischen Verbrauchers (160, 161) von einer Energieversorgungseinrichtung (170), wobei die Schaltvorrichtung (10) ein erstes sicheres Schaltgerät (110.1) und ein Sicherheitsauswertegerät (20) aufweist, welches einen eine einzige Geräteschnittstelle (80) aufweisenden Kopplungs- und Halteabschnitt (40) aufweist, der zum mechanischen und elektrischen Koppeln mit dem ersten sicheren Schaltgerät (110.1) ausgebildet ist, wobei das Sicherheitsauswertegerät (20) eine Anschlusseinrichtung (30-33) aufweist, an welche mindestens ein Sensor (60, 70) anschaltbar ist, und ferner dazu ausgebildet ist, unter Ansprechen auf ein Sensorsignal eines angeschlossenen Sensors (60, 70) wenigstens einen Abschaltbefehl zu erzeugen, wobei das erste sichere Schaltgerät (110.1) folgende Merkmale aufweist: eine Schnittstelle (140.1), über die das sichere Schaltgerät (110.1) mechanisch und elektrisch mit dem Kopplungs- und Halteberteich (40) des Sicherheitsauswertegeräts (20) koppelbar ist, eine erste Anschlusseinrichtung (111.1), an welche eine Energieversorgungseinrichtung (170) zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung für einen ersten elektrischen Verbraucher (160) anschließbar ist, eine zweite Anschlusseinrichtung (112.1) zum Anschalten eines ersten elektrischen Verbrauchers (160), wenigstens einen Strompfad (120.1, 121.1, 122.1) mit zwei in Reihe geschalteten Schalteinrichtungen (130.1, 131.1), die zwischen der ersten und zweiten Anschlusseinrichtung (111.1, 112.1) angeordnet sind, und eine erste Verarbeitungseinheit (114.1), wobei im gekoppelten Zustand eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Sicherheitsauswertegerät (20) und dem sicheren Schaltgerät (110.1) herstellbar ist, so dass ein vom Sicherheitsauswertegerät (20) erzeugter Abschaltbefehl zum sicheren Schaltgerät (110.1) übertragbar ist, und wobei die erste Verarbeitungseinrichtung (114.1) des sicheren Schaltgeräts (110.1) dazu ausgebildet ist, unter Ansprechen auf einen Abschaltbefehl des Sicherheitsauswertegeräts (20) die Schalteinrichtungen (130.1, 131.1) derart anzusteuern, dass eine Unterbrechung des wenigstens einen Strompfads (120.1, 121.1, 122.1) und somit ein sicheres Abschalten eines ersten elektrischen Verbrauchers (160) von einer Energieversorgungseinrichtung (170) erfolgen kann.
  2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im gekoppelten Zustand das erste sichere Schaltgerät (110.1) lösbar mit dem Sicherheitsauswertegerät (20) verbunden ist.
  3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsauswertegerät (20) eine Verbindungsmodul-Schnittstelle (90) aufweist, die zum mechanischen und elektrischen Koppeln mit einem Verbindungsmodul (180) ausgebildet ist, wobei zwischen der einzigen Geräteschnittstelle (80) und der Verbindungsmodul-Schnittstelle (90) des Sicherheitsauswertegeräts (20) eine geräteinterne, elektrisch leitende Verbindung (50-53) besteht, dass ein Verbindungsmodul (180) vorgesehen ist, das eine einzige Geräteschnittstelle (230) zum mechanischen und elektrischen Koppeln mit einem zweiten sicheren Schaltgerät (110.2) und eine erste Verbindungsmodul-Schnittstelle (190) aufweist, die zum mechanischen und elektrischen Koppeln mit der Verbindungsmodul-Schnittstelle (90) des Sicherheitsauswertegeräts (20) ausgebildet ist, wobei zwischen der einzigen Geräteschnittstelle (230) und der ersten Verbindungsmodul-Schnittstelle (190) des Verbindungsmoduls (230) eine innerhalb des Verbindungsmoduls (180) angeordnete, elektrisch leitende Verbindung (220-223) besteht, und dass ein zweites sicheres Schaltgerät (110.2) vorgesehen ist, welches folgende Merkmale aufweist: eine Schnittstelle (140.2), über die das zweite Schaltgerät (110.2) mechanisch und elektrisch mit der einzigen Geräteschnittstelle (230) des Verbindungsmoduls (180) koppelbar ist, eine erste Anschlusseinrichtung (111.2), an welche eine Energieversorgungseinrichtung (170) zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung für einen zweiten elektrischen Verbraucher (161) anschließbar ist, eine zweite Anschlusseinrichtung (112.2) zum Anschalten eines zweiten elektrischen Verbrauchers (161), wenigstens einen Strompfad (120.2, 121.2, 122.2) mit zwei in Reihe geschalteten Schalteinrichtungen (130.2, 131.2) , die zwischen der ersten und zweiten Anschlusseinrichtung (111.2, 112.2) angeordnet sind, und eine erste Verarbeitungseinheit (114.2), wobei im gekoppelten Zustand eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Sicherheitsauswertegerät (20) und der Schnittstelle (230) des zweiten Schaltgeräts (110.2) über das Verbindungsmodul (180) vorliegt, so dass ein vom Sicherheitsauswertegerät (20) erzeugter Abschaltbefehl über das Verbindungsmodul (180) zum zweiten sicheren Schaltgerät (110.2) übertragbar ist, wobei die erste Verarbeitungseinrichtung (114.2) des zweiten sicheren Schaltgeräts (110.2) dazu ausgebildet ist, unter Ansprechen auf einen vom Sicherheitsauswertegerät (20) erzeugten und über das Verbindungsmodul (180) übertragenen Abschaltbefehl die Schalteinrichtungen (130.2, 131.2) derart anzusteuern, dass eine Unterbrechung des wenigstens einen Strompfads (120.2, 121.2, 122.2) und somit ein sicheres Abschalten eines zweiten elektrischen Verbrauchers (161) von einer Energieversorgungseinrichtung (170) erfolgen kann, wobei das zweite Schaltgerät (110.2) und das Sicherheitsauswertegerät (20) jeweils lösbar mit dem Verbindungsmodul (180) verbunden sind.
  4. Schaltvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsauswertegerät (20) folgende Merkmale aufweist: mindestens eine erste und eine zweite Verarbeitungseinheit (21, 22) zum parallelen Verarbeiten eines Sensorsignals eines angeschlossenen Sensors (60, 70), wobei die mindestens zwei Verarbeitungseinheiten (21, 22) jeweils dazu ausgebildet sind, ein Ausgangssignal zu erzeugen und das jeweilige Ausgangssignal einem separaten Anschluss (81, 82) der einzigen Geräteschnittstelle (80) und, sofern vorhanden, einem separaten Anschluss (91, 92) der Verbindungsmodul-Schnittstelle (90) zuzuführen, wobei die Ausgangssignale der mindestens zwei Verarbeitungseinheiten (21, 22) jeweils einen Abschaltbefehl darstellen, wobei die Geräteschnittstelle (230) und die erste Verbindungsmodul-Schnittstelle (190) jeweils mindestens zwei Anschlüsse (231, 232; 191, 192) aufweisen und wobei zwischen den Anschlüssen (231, 232) der Geräteschnittstelle (230) und den jeweils korrespondieren Anschlüssen (191, 192) der ersten Verbindungsmodul-Schnittstelle (190) jeweils eine elektrisch leitende Verbindung (220-223) besteht, und dass das erste und zweite sichere Schaltgerät (110.1, 110.2) jeweils folgende Merkmale aufweist: neben der ersten Verarbeitungseinheit (114.1, 114.2) mindestens eine zweite Verarbeitungseinheit (115.1, 115.2), die jeweils mit einem separaten Anschluss der Anschlüsse (141.1, 142.1; 141.2, 142.2) der Schnittstelle (140.1, 140.2) verbunden und zum Empfangen und Verarbeiten von Ausgangssignalen der ersten bzw. zweiten Verarbeitungseinheit (21, 22) des Sicherheitsauswertegeräts (20) ausgebildet sind, wobei die erste Verarbeitungseinheit (114.1, 114.2) eine der beiden Schalteinrichtungen (130.1, 130.2) und die zweite Verarbeitungseinrichtung (115.1, 115.2) die andere Schalteinrichtung (131.1, 131.2) des jeweiligen Schaltgeräts (110.1, 110.2) derart ansteuern kann, dass ein sicheres Abschalten eines elektrischen Verbrauchers (160, 161) von einer Energieversorgungseinrichtung (170) erfolgen kann.
  5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsauswertegerät (20) und das erste und/oder zweite sichere Schaltgerät (110.1, 110.2) jeweils ein Netzteil (116.1, 116.2) aufweisen, wobei das Sicherheitsauswertegerät (20) einen Potentialanschluss (34) und einen Masseanschluss (35) aufweist, an welche eine Energieversorgungsquelle (210) zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung für Sicherheitsauswertegeräts (20) und für das erste und/oder zweite sichere Schaltgerät (110.1, 110.2) anschaltbar sind, wobei das Netzteil (23) des Sicherheitsauswertegeräts (20) elektrisch mit dem Potentialanschluss (34) und dem Masseanschluss (35) verbunden ist, und wobei der Ausgang der zweiten Verarbeitungseinrichtung (22) des Sicherheitsauswertegeräts (20) und der Potentialanschluss (34) jeweils mit einem Eingang eines Und-Gatters (24) verbunden sind, so dass ein Ausgangssignal der zweiten Verarbeitungseinrichtung (22) des Sicherheitsauswertegeräts (20) zusammen mit einer an den Potential- und Masseanschluss (34, 35) anlegbaren Versorgungsspannung an die einzige Geräteschnittstelle (80) und, sofern vorhanden, an die Verbindungsmodul-Schnittstelle (90) des Sicherheitsauswertegeräts (20) anlegbar ist, so dass die Versorgungsspannung sowohl zum ersten als auch zum zweiten sicheren Schaltgerät (110.1, 110.2) übertragbar ist.
  6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Schaltgerät (110.1, 110.2) jeweils ein Und-Gatter (117.1, 117.2) und eine dritte Anschlusseinrichtung (113.1, 113.2), an welche eine Freigabesignal anlegbar ist, aufweisen, wobei die dritte Anschlusseinrichtung (113.1, 113.2) und ein Ausgang der zweiten Verarbeitungseinrichtung (115.1, 115.2) jeweils mit einem Eingang des Und-Gatters (117.1, 117.2) verbunden sind.
  7. Schaltvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsauswertegerät (20) und das Verbindungsmodul (180) an einer Tragschiene montierbar sind.
  8. Schaltvorrichtung, nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsauswertegerät (20), das erste Schaltgerät (110.1) und das zweite Schaltgerät (110.2) jeweils in einem separaten Gehäuse (25, 118.1, 118.2) angeordnet sind.
  9. Schaltvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmodul (180) eine zweite Verbindungsmodul-Schnittstelle (200) aufweist, die zum mechanischen und elektrischen Koppeln mit der Verbindungsmodul-Schnittstelle eines weiteren Verbindungsmoduls ausgebildet ist, wobei zwischen der einzigen Geräteschnittstelle (230), der ersten Verbindungsmodul-Schnittstelle (190) und der zweiten Verbindungsmodul-Schnittstelle (200) eine innerhalb des Verbindungsmoduls (180) angeordnete, elektrisch leitende Verbindung (220-223) besteht.
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