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Anordnung zur Stellungsanzeige eines Schalters mit einem Wechselkontakt
als Meldekontakt Die bisher bekannten elektrischen Rückmeldeeinrichtungen für ferngesteuerte
Schaltgeräte (Leistungs-, Trennschalter oder auch selbsttätig ausfahrbare Leistungsschalter)
sind allein abhängig von der Stellung eines mit dem betreffenden Schaltgerät gekuppelten
Meldeschalters. Um eine eindeutige Anzeige für die Stellung des Hauptkontaktes des
Schaltgerätes zu bekommen, sind alle Meldeschalterkontakte so zu justieren, daß
die Umschaltung nur bei nahezu vollständig ein- oder ausgeschaltetem Schaltgerät
erfolgt. Die Justierung eines Meldeschalters mit der Vielzahl von Kontakten zur
Erfüllung dieser Bedingungen ist jedoch nicht ganz einfach.
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Durch die neue elektrische Rückmeldeeinrichtung wird diese Justierungsschwierigkeit
weitgehend behoben, weil als Meldekontakt des Schaltgerätes schon ein Umschaltkontakt
ausreicht. Darüber hinaus gibt die Rückmeldeeinrichtung nicht nur die Anzeige für
die jeweiligen Stellungen des Schaltgerätes wieder, sondern überwacht außerdem die
richtige Funktion der Meldekontakte und des Schaltgeräteantriebes sowie deren Zuleitungen.
Bei Störungen in dem Steuer- oder Rückmeldekreis geht der Anzeigeschalter der neuen
Rückmeldeeinrichtung immer in Störstellung, unabhängig von der jeweiligen Stellung
des Schaltgerätes: Auch beim Ausfall der Speisespannung für die Rückmeldeeinrichtung
ist die richtige Anzeige immer gewährleistet, da der An zeigeschalter der neuen
Rückmeldeeinrichtung immer seine zuletzt angenommene Lage beibehält und gleichzeitig
die Betätigung des Schaltgerätes gesperrt ist.
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Für Schaltgeräte mit Druckluftantrieb ist schon ein Gerät für den
Schaltfehlerschutz bekanntgeworden, das gleichzeitig als Rückmeldeeinrichtung dient.
Dieses pneumatisch gesteuerte Schaltfehlerschutzgerät besteht aus einem Steuerkolben,
der durch den anstehenden Druck in den Zuführungsleitungen zum Antrieb des Schaltgerätes
nach einer Kommandogabe in .eine Mittelstellung gedrückt und in dieser Mittelstellung
mechanisch verriegelt wird. Erst in der Mittelstellung des Kolbens wird der Steuerdruck
zu dem Antriebszylinder freigegeben. Wenn der Kolben des Anriebszylinders die gewünschte
Endstellung erreicht hat, so wird die mechanische Verriegelung des Steuerkolbens
über eine Steuerleitung vom Antriebszylinder aufgehoben, und der weiter anstehende
Steuerdruck schaltet den Kolben der pneumatischen Rückmeldeeinrichtung in seine
Endstellung. Die Anwendung dieser bekannten pneumatischen Rückmeldeeinrichtung ist
jedoch auf Schaltgeräte mit pneumatischem Kolbenantrieb beschränkt. Außerdem erfolgt
keine Umschaltung des Steuerkolbens, wenn das Schaltgerät einmal von Hand verstellt
wird, da im Gegensatz zu der neuen elektrischen Rückmeldeeinrichtung bei diesem
pneumatischen Schaltfehlerschutzgerät der Antrieb des Steuerkolbens immer von der
Stellung des Betätigungsventils für das Schaltgerät abhängt.
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Zur Anzeige von Schalterstellungen ist bereits ein Schauzeichen bekannt,
das zwei Wicklungen enthält, von denen jeweils eine abhängig von der Schaltstellung
des zugehörigen Schalters erregt ist. Wird keine dieser beiden Wicklungen erregt,
nimmt das Schauzeichen eine Mittelstellung unter Einwirkung einer Federkraft ein.
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Der Anzeigeschalter nach der vorliegenden Erfindung weist ebenfalls
drei Schaltstellungen auf, die aber alle drei stabile Schaltstellungen sind und
nur nach einer entsprechenden Betätigung eines Antriebsorgans des Anzeigeschalters
verlassen werden. Diese Umschaltung des Anzeigeschalters erfolgt wahlweise von den
Hilfskontakten des zu steuernden Schalters oder von den Steuerkontakten, die zur
Schaltersteuerung geschlossen werden. Im Gegensatz zu der bekannten Anordnung nach
der Patentanmeldung S 20917 VIII b / 21. c wird hierbei durch die Steuerkontakte
für einen Schalter nur der Anzeigeschalter
betätigt und in eine
Störstellung gebracht. Erst dann schalten die Kontakte des Anzeigeschalters den
Antriebsmotor des zugehörigen Leistungs- oder Trennschalters ein, so daß auf jeden
Fall gewährleistet ist, daß zunächst der Anzeigeschalter in Störstellung geht und
erst anschließend das Schaltgerät aus seiner Ein- bzw. Aus-Lage in die andere Schaltstellung
geschaltet werden kann. Damit ist sichergestellt, daß die Ein- bzw. Aus-Anzeige
durch den Anzeigeschalter nur dann abgegeben wird, wenn das zugehörige Schaltgerät
seine Ein- bzw. Aus-Stellung vollständig erreicht hat.
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Die neue elektrische Rückmeldeeinrichtung gibt erstmals eine Fernanzeige
für die Stellung eines Schaltgerätes, die im einwandfreien Zustand der Rückmeldeeinrichtung
die jeweilige Stellung des Schaltgerätes genau anzeigt - auch wenn das Schaltgerät
von Hand verstellt wird oder mehr als zwei definierte Schaltstellungen gegeben sind
- und einen Fehler im Melde- oder Steuerkreis entweder durch Einstellen einer Störstellung
kenntlich macht oder die Durchführung der Schalthandlung verhindert. Sie enthält
dazu als Anzeigeschalter ein in zwei Richtungen fortzuschaltendes Schrittschaltwerk.
Die genannten Vorteile ergeben sich erfindungsgemäß dadurch, daß der Anzeigeschalter
stabile Schaltlagen aufweist und Kontakte, die der Vorbereitung des Sieuerstrompfades
für den elektrischen Antrieb des Schalters, sowie Kontakte, die der Verriegelung
dienen, steuert und daß in Reihe zu dem die Schaltspulen des Anzeigeschalters liegenden
Wechselkontakt als Meldekontakt des Schalters je ein Wechselkontakt des Anzeigeschalters
liegen.
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Der Anzeigeschalter kann dabei genau so aufgebaut sein wie der Anzeigeschalter
bei dem bekannten Schaltfehlerschutzgerät. Er enthält also Kontakte, die zum Melden
der Schalterstellung in einer Schaltwarte oder für Verriegelungsaufgaben herangezogen
werden können. Da diese Kontakte sowie deren Schaltung zur Stellungsmeldung bekannt
sind und sich die vorliegende Patenanmeldung nur auf den Antrieb dieser Kontakte
in Abhängigkeit von der Stellung des zugehörigen Leistungs- oder Trennschalters
bezieht, sind in dem nachstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel nur so viele Kontakte enthalten, wie zum Verständnis der vorliegenden
Erfindung erforderlich sind.
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Zur Veranschaulichung des Gegenstandes nach den Ansprüchen ist in
F i g. 1 eine mögliche Ausführungsform für den Anzeigeschalter der neuen elektrischen
Rückmeldeeinrichtung dargestellt. Dieser Anzeigeschalter besitzt zwei Hubmagnete
1 und 2 als Antriebsorgane zum Fortschalten in der einen oder anderen -Richtung.
Die Anker dieser Hubmagnete sind mit Mitnehmerhebeln 3 und 4, Klemmfedern 5 und
6 und Rückstellfedern 7 und 8 versehen. Zwischen den Mitnehmerhebeln ist die Welle
9 eines nicht näher dargestellten Anzeigeschalteu_ 14 angeordnet. Auf dieser Welle
ist eine Mitnehmerscheibe 11 aufgesetzt, die entsprechend den drei Schaltstellungen
an beiden den Mitnehmerhebeln3 und 4 zugewandten Seiten jeweils drei Mitnehmerzähne
besitzt.
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Dieser Anzeigeschalter bleibt immer in der jeweils eingenommenen Schaltstellung
stehen und schaltet durch kurzzeitiges Betätigen des einen oder anderen Antriebsorgans
(Hubmagnet l oder 2) in der einen oder anderen Richtung (Rechts- bzw. Linksdrehung)
um jeweils einen Schritt weiter.
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Ein Schaltungsbeispiel für einen Anzeigeschalter mit drei Schaltstellungen
- wie er z. B. in F i g.1 dargestellt ist - zeigt F i g. 2. Das Schaltgerät 12 besteht
aus einem Hauptkontakt 13, aus den Meldekontakten 14 und 15, dem Antriebsmotor 16,
einem Einschaltschütz 17 und einem Ausschaltschütz 18 für den Antriebsmotor 16.
Der Meldekontakt 14 ist ein Ruhekontakt und schließt in der »Aus«-Stellung des Schaltgerätes
12, während der Meldekontakt 15 als Arbeitskontakt ausgebildet ist und nach Erreichen
der »Ein«-Stellung des Schaltgerätes 12 schließt. Der Anzeigeschalter ist mit seinen
Antriebsorganen, z. B. den Hubmagneten 1 und 2, der Welle 9 und den beweglichen
Kontaktstücken 19, schematisch dargestellt. Entsprechend den drei- Schaltstellungen
des Anzeigeschalters sind jedem beweglichen Kontaktstück 19 drei Paar feste Kontaktstücke
zugeordnet. In Fortschaltrichtung des Hubmagneten 1 gesehen ist jeweils das durch
das bewegliche Kontaktstück 19 zuerst geschlossene Kontaktstückpaar mit 21, das
darauffolgende mit 22 und das dritte mit 23 bezeichnet. Ein Anzeigeschalter mit
mehr als, drei Schaltstellungen würde entsprechend die weiteren nicht dargestellten
festen Kontaktstückpaare 24, 25 usw. besitzen. Zur Betätigung des Schaltgerätes
dienen die Betätigunsschalter 31 und 32 mit den nachgeschalteten Hilfsrelais 33
und 34. Der Betätigungsschalter 31 ist für das Einschalten und der Betätigungsschalter
32 für das Ausschalten des Schaltgerätes vorgesehen. Außerdem sind zwei Verriegelungsketten
35 und 36 angedeutet, die in bekannter Weise alle zur Verriegelung des Schaltgerätes
und zur Verhinderung einer Doppelbetätigung erforderlichen Kontakte zur Vermeidung
von Fehlschaltungen beinhalten.
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Die Schaltung ist folgendermaßen aufgebaut: Die Wicklungen der Hilfsrelais
33 und 34 sind über die Betätigungsschalter 31 und 32 an eine Speisespannungsquelle
mit dem positiven Pol P und dem negativen Pol N angeschlossen. Außerdem ist der
Pol P über die hintereinandergeschalteten Verriegelungsketten 35 und 36 einmal über
einen Arbeitskontakt des Hilfsrelais 33 und ein Kontaktpaar 21 des. Anzeigeschalters
an den Hubmagneten 1 angeschlossen und andererseits über einen Arbeitskontakt des
Hilfsrelais 34 und ein Kontaktpaar 23 des Anzeigeschalters an den Hubmagneten 2
geführt. Beide Hubmagneten sind außerdem direkt mit dem negativen Pol N der Speisespannungsquelle
verbunden. Außerdem ist der positive Pol P einerseits über den Hilfskontakt 14 des
Schaltgerätes und über zwei parallelgeschaltete Kontaktpaare 22 und 23 des Anzeigeschalters
an den Hubmagneten 2 und andererseits über den Meldekontakt 15 und die einander
parallelgeschalteten Kontaktpaare 21 und 22 des Anzeigeschalters an den Hubmagneten
1 geführt. Die Steuerleitungen der Ein- und Ausschaltschütze 17 und 18 sind über
Kontaktpaare 22 des Anzeigeschalters und über Arbeitskontakte des dem zugehörigen
Betätigungsschalters 31 bzw. 32 nachgeschalteten Hilfsrelais 33 oder 34 an die Speisespannungsquelle
angeschlossen.
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Die Wirkungsweise der Schaltung ist folgende: Zum Einschalten des
Schaltgerätes 12 wird der Druckknopf des Betätigungsschalters 31 niedergedrückt,
das Hilfsrelais 33 zieht an, und über dessen
Arbeitskontakt und
das dazu in Reihe geschaltete Kontaktpaar 21 des Anzeigeschalters wird der Hubmagnet
1 an Spannung gelegt. Die beweglichen Kontaktstücke 19 verbinden nach der Weiterschaltung
des Anzeigeschalters nun die Kontaktpaare 22, so daß die Kontaktpaare 21 des Anzeigeschalters
voneinander getrennt und der Stromkreis für den Hubmagneten 1 wieder geöffnet ist.
Der Anzeigeschalter steht nun in der mittleren der drei Schaltstellungen (Störstellung),
und das Einschaltschütz 17 des Antriebsmotors 16 für das Schaltgerät 12 ist über
Arbeitskontakte des Hilfsrelais 33 und die nunmehr verbundenen Kontaktpaare 22 des
Anzeigeschalters an die Speisespannungsquelle angeschlossen. Wenn die Einschaltbewegung
des Schaltgerätes beendet ist, schaltet der Meldekontakt 15 ein und gibt über das
Kontaktpaar 22 einen weiteren Impuls auf den Hubmagneten 1, so daß der Anzeigeschalter
wiederum einen Schritt weiterschaltet und so die Kontaktpaare 23 des Anzeigeschalters
geschlossen sind.
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Beim Ausschalten des Schaltgerätes erfolgt der gleiche Vorgang entsprechend.
Nach dem Schalten des Betätigungsschalters 32 und des nachgeschalteten Hilfsrelais
34 wird der Anzeigeschalter von der unteren Endstellung (Kontaktpaar 23 ist geschlossen)
zunächst über ein Kontaktpaar 23 in die Mittelstellung und nach erfolgter Ausschaltung
des Schaltgerätes über den Meldekontakt 14 und ein Kontaktpaar 22 des Anzeigeschalters
in die obere Endstellung geschaltet.
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Wenn an den Meldekontakten 14 und 15 oder an den angeschlossenen Leitungen
eine Unterbrechung vorhanden ist, so wird das Schaltgerät ordnungsgemäß einschalten,
der Anzeigeschalter jedoch in Störstellung stehenbleiben, da der Rückmeldeimpuls
für den Hubmagneten 1 über den Meldekontakt 15 ausbleibt. Ein Fehler in dem Antriebsmotor
des Schaltgerätes, den zugehörigen Schützen oder den Zuleitungen wird gleichfalls
eine Störanzeige des Anzeigeschalters veranlassen, während das Schaltgerät in der
jeweils zuletzt eingenommenen Schaltstellung stehenbleibt. Für die Störanzeige ist
es gleichgültig, ob der Fehler schon vorher bestanden hat oder erst während der
Schalthandlung auftritt (Hängenbleiben des Hauptkontaktes 13,). Falls während der
Einschaltbewegung des Schaltgerätes der Druckknopf des Betätigungsschalters 31 losgelassen
wird, so bleibt der Hauptkontakt 13 des Schaltgerätes in der gerade eingenommenen
Lage stehen und kann wahlweise durch Schalten des Betätigungsschalters 31 oder 32
von dieser Zwischenlage in die Ein-oder Ausschaltstellung geführt werden. Je nachdem,
ob der Meldekontakt 14 oder 15 schließt, wird dann der Hubmagnet 2 oder 1 ansprechen
und der Anzeigeschalter in die richtige Lage geschaltet.
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Wird das Schaltgerät von Hand eingelegt (Notschaltung), so bleibt
der Anzeigeschalter während des Schaltvorganges in seiner »Aus«-Lage stehen. Erst
beim Schließen des Hilfskontaktes 15 erfolgt über ein Kontaktpaar 21 eine Betätigung
des Hubmagneten 1, und gleich darauf erhält der Hubmagnet 1 über ein Kontaktpaar
22 einen zweiten Impuls zum Weiterschalten in die untere Endlage (Kontaktpaar 23
geschlossen).
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Ein Schaltgerät mit drei unterschiedlichen Schaltstellungen, z. B.
mit eigenem Antrieb versehene ausfahrbare Leistungsschalter, die eine Ausfahrstellung,
eine Trenn- oder Prüfstellung und eine Einschaltstellung besitzen, läßt sich eine
vollständige Rückmeldung mit überwachung der Rückmelde- und Steuerstromkreise durch
die Wahl eines Anzeigeschalters mit fünf Schaltstellungen durch sinngemäße Erweiterung
der in F i g. 2 beschriebenen Schaltung erzielen. Die Ein- und Ausschaltschütze
17 und 18 des Antriebsmotors 16 sind dann über die der Mittelstellung des Anzeigeschalters
benachbarten Kontaktpaare 22 und 24 geführt, und die Schaltung ist so gewählt, daß
in der Mittelstellung des Anzeigeschalters (Kontaktpaar 23 geschlossen) beide Hubmagneten
über Kontaktpaare 23 von den zugehörigen Hilfsrelais betätigt werden können. In
diesem Fall ist ein weiterer Meldekontakt für das Schaltgerät erforderlich, der
in der Zwischenstellung umschaltet und so die Weiterschaltung des Meldeschalters
aus einer der Mittelstellung benachbarten Schaltstellung in die Mittelstellung einleitet.
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Will man nach kurzzeitigem Tippen des Betätigungsschalter-Druckknopfes
den gesamten Schaltvorgang ablaufen lassen, so ist es nur erforderlich, die Hilfsrelais
33 und 34 in Selbsthalteschaltung zu schalten. Vorteilhafterweise wird man in diesem
Fall in den Selbsthaltestromkreis zusätzlich eine Druckknopftaste einschalten, damit
die Möglichkeit zu einer Unterbrechung des einmal eingeleiteten Schaltvorganges
besteht.
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In Abwandlung der Anordnung kann man anstatt der beiden Meldekontakte
14 und 15 auch nur einen Umschaltkontakt vorsehen oder auch einen Anzeigeschalter
nehmen, der nur mit einem einzigen Antriebsorgan ausgerüstet ist, welches z. B.
abhängig von der Polarität der angelegten Spannung das Schaltgerät in der einen
oder anderen Richtung weiterschaltet.
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Patentschutz wird nur begehrt jeweils für die Gesamtheit der Merkmale
eines jeden Anspruches, also einschließlich einer Rückbeziehung.