DE19836549A1 - Mehrteiliger multipolarer elektrischer Apparat - Google Patents

Abstract

Elektrischer Apparat mit einem Grundkörper, welcher Polpfade mit trennbaren Kontakten und zugeordnete Unterbrecherkammern aufweist, sowie einen elektromagnetischen Block, welcher die Umschaltungen im Schützmodus sicherstellt, und einen Steuerblock, welcher die Fehleröffnungen bewirkt. Eine elektrische Steuerverbindung (L2) ist zwischen dem Steuerblock (C) und dem elektromagnetischen Block (E) so vorgesehen, daß dieser ebenso die Fehleröffnungen sicherstellt. Stromfühler (23) sind im Übergang zwischen Grundkörper (A) und Steuerblock (C) vorgesehen. Der Apparat ist anwendbar auf eine variable Zusammenstellung durch Zusammenbau verschiedener Steuerblöcke und elektromagnetischer Blöcke auf dem Grundkörper.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen multipolaren elektrischen Steuer- und/oder Schützapparat, welcher Polpfade mit festem und mit trennbaren mobilen Kontakten aufweist, wobei es sich bei dem Apparat um einen Typ handelt, welcher durch Zusammenbau mehrerer Funktionsblöcke gebildet wird.

Derartige Apparate in ihrer Verwirklichung als Schaltschütz sind bei­ spielsweise aus den Dokumenten EP 177 380, EP 179 677 und EP 366 519 bekannt. Sie weisen einen Grundkörper auf, auf welchem ein elektromagnetischer Block- und ein Steuerblock angeordnet sind. Der Grundkörper ist mit polaren Pfaden und Trennkammern ausgerüstet, die mit festen Kontakten und mit beweglichen Kontaktträgern versehen sind. Der elektromagnetische Block ist mit mindestens einer Magnetspule und einem beweglichen Magnetanker versehen, und er ist auf der Vorderseite des Grundkörpers montiert, um als Reaktion auf einen Ein-Ausschalt­ befehl mechanisch auf die Kontaktträger einzuwirken. Der Steuerblock ist ebenfalls an der Vorderseite des Grundkörpers befestigt, um im Falle eines elektrischen Fehlers, insbesondere eines Überstromes eine automatische Öffnung der Kontakte zu bewirken. Der elektromagnetische Block und der Steuerblock wirken im allgemeinen unabhängig voneinander auf die Kon­ taktträger. Ihre einzige Verbindung-besteht in einer mechanischen Ver­ bindung, die es dem Steuerblock erlaubt, den Versorgungsstromkreis der Magnetspule des elektromagnetischen Blockes zu öffnen.

Die bekannten Apparate bedürfen einer Vereinfachung ihrer Konzeption, insbesondere hinsichtlich ihres Auslösemechanismus und ihrer für ein Zusammenwirken des Grundkörpers und des elektromagnetischen Bloc­ kes sowie des Steuerblockes unvermeidlichen Verbindungen.

Die Erfindung hat daher das Ziel, die Auslösemechanismen und die Ver­ bindungen, ganz allgemein, die gegenseitigen Wechselwirkungsmittel der verschiedenen, den multipolaren elektrischen Apparat des zuvorgenann­ ten Typs bildenden Blöcke zu reduzieren, um den Apparat zu vereinfachen und in einfacher Weise eine Klasse mehrteiliger Apparate zu bilden.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen:

• - externe Versorgungsanschlüsse sind auf dem elektromagnetischen Block oder dem Steuerblock vorgesehen;
• - eine elektrische Verbindung zur Steuerung der beweglichen Kon­ takte ist zwischen dem Steuerblock und dem elektromagnetischen Block vorgesehen, wobei die elektrische Steuerverbindung im Falle eines Fehlers ein Öffnungssignal vom Steuerblock auf den elektro­ magnetischen Block überträgt;
• - die Versorgung der Magnetspule des elektromagnetischen Blockes wird durch die Umschaltung des Öffnungssignales unterbrochen.

Der Elektromagnet des elektromagnetischen Blockes führt also alle vorbe­ schriebenen gewollten oder Fehlerbetätigungen für eine Funktion als Schütz bzw. Überlastschalter, Starter oder analoge Funktion aus. Durch Anordnung von unterschiedlich angepaßten oder konzipierten elektroma­ gnetischen Blöcken und/oder Steuerblöcken an denselben Grundkörper kann so, wie man sieht, in einfacher Weise eine Klasse zusammensetzba­ rer Apparate gebildet werden.

Die Verwirklichung des Apparates ist von daher stark vereinfacht, daß die Polpfade nur in dem Grundkörper vorhanden sind und daß die einzige Verbindung zwischen dem Grundkörper und dem Steuerblock in der An­ fügung von zwei Stromfühlteilen, insbesondere von zwei Magnetkreisteilen besteht, wenn es sich um einen Fühler magnetischen Typs handelt.

Die elektrische Steuerverbindung und die Versorgungsverbindung zwi­ schen den beiden Blöcken, von denen einer mit den externen Verbin­ dungsanschlüssen versehen ist, wird vorteilhafterweise durch Verbin­ dungselemente bewirkt, die auf einander zugewandten Seiten der beiden Blöcke vorgesehen sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines erfindungs­ gemäßen Schaltschützapparates,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Apparates von Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt durch den Apparat von Fig. 1.

Der in den Figuren dargestellte Apparat ist ein multipolarer Schaltschütz mit einem Grundkörper A, einem elektromagnetischen Block E und einem Überlaststeuerblock C. Als Variante könnte der Apparat ebenso ein Starter oder ein Umkehrschütz sein. Er ist durch Anordnung verschiedener Steu­ erblöcke und verschiedener elektromagnetischer Blöcke zusammensetz­ bar.

Der Grundkörper A weist in einem Gehäuse 10 polare Pfade auf mit einem Versorgungsanschluß 11 und einem Lastanschluß 12 sowie zwei Leiter­ teilen 13, 14, welche den Anschluß 11 an einen ersten Kontakt 15 bzw. den Anschluß 12 an einen festen Kontakt 16 anschließen. Der Grundkör­ per umfaßt auch für jeden Polpfad eine Kontaktbrücke 17, deren Kontakte 18, 19 mit den zugeordneten festen Kontakten 15, 16 zusammenwirken, um den Polpfad zu schließen und zu öffnen, sowie zwei Trennkammern 20, 21, die der Öffnungszone der Kontakte zugeordnet sind, um zum Auslöschen des Öffnungslichtbogens beizutragen. Jede Kontaktbrücke 17 ist auf einem beweglichen Träger 22 angeordnet, welcher längs einer in der Symmetrieebene P der Brücken enthaltenen Achse geführt ist.

Einem der Leitungsteile 14 jedes Polpfades ist der erste Teil 23a eines Stromfühlers 23 zugeordnet. Ein zweiter Teil 23b des Fühlers ist im Steu­ erblock C angeordnet. Der Stromfühler ist vom Magnetkreistyp und aus zwei trennbaren Teilen 23a, 23b zusammengesetzt. Er kann selbstver­ ständlich durch jeden anderen bekannten Typ Stromfühler gebildet sein, der es erlaubt, auf den Steuerblock C ein für den in dem Leitungsteil 14 fließenden Strom repräsentatives Signal zu übertragen. Es ist festzustel­ len, daß der Leistungsstromweg 13, 14 in keinem Fall in den Steuerblock umgeleitet wird und daß er vollständig innerhalb des Gehäuses 10 des Grundkörpers A eingeschlossen bleibt.

Der Grundkörper A weist auf Seiten der Blöcke E und C auf ihrer Vorder­ seite 24 eine Auflagefläche 25 für den elektromagnetischen Block E und eine Auflagefläche 26 für den Steuerblock C auf. Es ist festzustellen, daß die Flächen 25, 26 jeweils auf einer Seite der Ebene P liegen (siehe Fig. 1). Die Fläche 26 weist die Teile 23a des Stromfühlers auf. Auf der Rückseite, d. h., auf der den Blöcken E und C abgewandten Seite, weist der Grund­ körper übliche Anordnungen zur Befestigung an einem Träger auf.

Der elektromagnetische Block E umfaßt ein Gehäuse 30, in welchem ein Elektromagnet 31 untergebracht ist, der mit einer Magnetspule 32, einem festen Magnetkreis 33 und einem beweglichen Magnetkreis 34 ausgerüstet ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der bewegliche Kreis durch eine schwenkbare Platte gebildet, die um eine zur Ebene P parallele Achse X drehbar ist. An ihrem eine starke Auslenkung aufweisenden Ende 34a und im wesentlichen auf Höhe der Ebene P ist die Platte an die be­ weglichen Träger 22 der Kontaktbrücken 17 derart angekuppelt, daß sie diese bevorzugt über eine Gabel, deren Finger durch die Öffnungen 27 der oberen Enden 22a der Träger dringen, antreibt. Die Platte 34 ist durch nicht dargestellte elastische Mittel in Richtung auf ihre Öffnungsposition des Magnetkreises belastet. In dieser Lage tritt sie aus dem Gehäuse 30 heraus und hält die Kontakte offen, indem sie die Träger 22 in bezug auf die obere Seite 24 niedergedrückt hält. In der Schließposition des Magnet­ kreises ist die Platte in das Gehäuse 30 zurückgekehrt und schließt die Kontakte, indem sie die Träger 22 in bezug auf die Seite 24 anhebt. Bei einer Ausgestaltung mit Unterbrecherpolen ist die Platte 22 einfach auf den Trägern 22 angebracht, und die Funktion ist umgekehrt.

Der Block E ist an dem Grundkörper A durch beliebige Mittel befestigt. In der vorliegenden Ausgestaltung besitzt er in der Nähe der Ebene P Klauen, Haken oder analoge Halteelemente 35a, die in Aufnahmen 28a eindringen, beispielsweise seitliche Ausnehmungen im Gehäuse 10 des Grundkörpers A. An seinem der Ebene P abgewandten Ende weist er außerdem Einra­ stelemente 35b auf, die mit auf der Seite 24 des Gehäuses 10 vorgesehe­ nen komplementären Elementen zusammenwirken. Die Elemente 35a, 35b sind derart ausgestaltet, daß sie ermöglichen, den Block E auf die Fläche 25 der Seite 24 des Grundkörpers durch Einhängen und anschlie­ ßendes Einrasten anzubringen und dann gegen Trennkräfte festzuhalten. Schließlich kann eine Führung 28c auf der Fläche 25 der Seite 24 vorge­ sehen sein, um mit einer zugeordneten Ausnehmung 35c des Gehäuses 30 zusammenzuwirken und zur Positionierung desselben auf dem Grund­ körper beizutragen.

Das Gehäuse 30 des Blocks E weist eine Vorderseite 36, eine Rückseite 37 und eine zur Ebene P parallele und bei dieser angeordnete seitliche Fläche 38 auf, sowie drei weitere nach außen gewandte seitliche Flächen 39a, b, c. Die Flächen 36, 38 sind durch den Steuerblock C verdeckt. Die Versor­ gung der Magnetspule 32 des Blocks E ist durch ein manuelles oder fern­ bedientes Organ sichergestellt, um eine Funktion des Apparates im Schützmodus zu bewirken.

Der Steuerblock C umfaßt ein dem elektromagnetischen Block E benach­ bartes Gehäuse 40, welches diesen bevorzugt überdeckt. Das Gehäuse 40 umfaßt eine Fläche 41, die auf der Fläche 26 der Seite 24 des Grundkör­ pers angeordnet ist, und zwei weitere, den Flächen 36, 38 des Blocks E benachbarte Flächen 42, 43. Hinter seiner Fläche 41 sind in dem Gehäuse 40, wie oben erwähnt, der Teil 23b des Magnetkreises der Fühler und die Detektormagnetspulen 44 untergebracht, die die Teile 23b umgeben. In dem Gehäuse 40 ist auch eine elektronische Schaltung 45 untergebracht, an welche die Magnetspulen 44 angeschlossen sind. Die Schaltung 45 be­ arbeitet die von den Magnetspulen 44 gelieferten Signale und entwickelt ein Auslöse- oder Hemmsignal S im Falle eines Überstromes oder einer Nichtfunktion der genannten Schaltung. Das Signal S wird auf den elek­ tromagnetischen Block zur Steuerung der Öffnung der Kontakte übertra­ gen (Funktion des Apparates bei aufgetretenem Fehler). Das Gehäuse 40 weist Anschlüsse 46, 47 auf, um die Versorgung der Magnetspule 32 des Blocks E und derjenigen der elektronischen Schaltungen der Blöcke E und C sicherzustellen. Das Gehäuse kann an den Gehäusen 10 und 30 durch beliebige Mittel, beispielsweise durch Einrasten befestigt sein.

Der Steuerblock C ist mit dem elektromagnetischen Block E durch eine elektrische Versorgungs- und Steuerverbindung L1, L2, L3 verbunden.

Die Versorgungsverbindung L1 umfaßt zusammenwirkende Verbindungs­ elemente 50 und 51 unterhalb der Fläche 42 des Gehäuses 40 bzw. auf der Fläche 36 des Gehäuses 30 und stellt die Versorgung einer elektroni­ schen Schaltung 48 sicher, die im Gehäuse 30 untergebracht ist, wobei diese Schaltung ihrerseits die Versorgung der Magnetspule, die Anpas­ sung der Spannung und die Versorgung der elektronischen Schaltung 45 und der Detektormagnetspulen 44 des Gehäuses 40 sicherstellt.

Die Steuerverbindung L2 umfaßt zusammenwirkende Verbindungsele­ mente 52 und 53 unter der Fläche 42 des Gehäuses 40 bzw. auf der ge­ genüberliegenden Fläche 36 des Gehäuses 30. Die Verbindung L2 über­ trägt das Auslöse- oder Hemmsignal S des Steuerblocks auf den elektro­ magnetischen Block.

Die Versorgungsverbindung L3 stellt die vorgenannte Verbindung der elektronischen Schaltung 48 des Gehäuses 30 zur elektronischen Schal­ tung 45 und den Detektormagnetspulen 44 des Gehäuses 40 sicher. Sie kann durch eine spezielle Verbindung gebildet sein, oder, wie dargestellt, mittels Verbindungselementen 52, 53, welche die Verbindung L2 sicher­ stellen, insbesondere wenn diese in Form-von Steckverbindern ausgebildet sind.

Die Verbindungselemente 50-53 sind auf den den Blöcken E, C gegen­ überliegenden Flächen 36, 42 angeordnet, aber sie können auch auf den diesen Blöcken gegenüberliegenden Flächen 38, 43 angeordnet sein. Bei einer Ausführungsvariante ist die elektronische Schaltung 48 wie die elektronische Schaltung 41 in dem Steuerblock c untergebracht.

Wenn der elektromagnetische Block E mit Versorgungsanschlüssen 46, 47 anstelle des Blocks C versehen ist, wird seine elektrische Schaltung 48 direkt versorgt und die Verbindung L1 existiert nicht.

Auf der Vorderseite des Steuerblocks ist ein manueller Steuerblock 60 an­ geordnet zum Ein- und Ausschalten sowie zur Rückstellung nach einer Auslösung. Der Knopf ist über einen Übertragungsmechanismus mit ei­ nem Stößel 61 verbunden, welcher auf einen (die) Kontaktträger 22 ein­ wirkt, um die Information über die Lage dieses (dieser) Träger auf den Steuerknopf 60 und/oder einen Signal- oder Steuerzusatz rückzumelden.

Bei einer Ausführungsvariante überdeckt der Steuerblock den elektroma­ gnetischen Block nicht. In diesem Fall erfolgt die elektrische Versorgungs- und Steuerverbindung zwischen den beiden Blöcken über die Wände 38, 43, und ein Vorsatz, welcher den Steuerblock trägt, kann über die beiden Blöcke gelegt sein.

Es ist anzumerken, daß die beschriebene Struktur auf zusammengesetzte Konstruktionen sehr verschiedener Apparate anwendbar ist. So kann man leicht einen Starter anstelle eines Schaltschützes zusammensetzen, wobei der elektromagnetische Block beibehalten und ein unterschiedlicher Steu­ erblock vorgesehen wird, nämlich mit einer unterschiedlichen elektroni­ schen Schaltung 45 und ohne Knopf 60. Auch kann man einen Schalt­ schütz zusammensetzen, indem zwei Grundkörper mit zwei elektroma­ gnetischen Blöcken einander gegenübergestellt und mit einem speziellen Steuerblock überdeckt werden.

Claims (7)

1. Multipolarer Steuer- und/oder elektrischer Schutzapparat mit fe­ sten und trennbaren beweglichen Polpfaden, bei welchem die be­ weglichen Kontakte auf ihrerseits beweglichen Trägern angeordnet sind und der Apparat umfaßt:

• - einen Grundkörper (A), der mit Polpfaden und Unterbrecher­ kammern ausgerüstet ist, die mit festen Kontakten und be­ weglichen Kontaktträgern (22) versehen sind,
• - einen elektromagnetischen Block (E), welcher mit mindestens einer Magnetspule und einem beweglichen Magnetanker (34) ausgerüstet ist und der auf der Vorderseite des Grundkörpers befestigt ist, um mechanisch auf die Kontaktträger in Reakti­ on auf ein Ein/Aus-Steuersignal einzuwirken, und
• - einen Steuerblock (C), welcher ebenfalls auf der Vorderseite des Grundkörpers befestigt ist, um eine automatische Öffnung der Kontakte im Falle eines elektrischen Fehlers, insbesondere eines Überstromes zu bewirken,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß auf einem der beiden Blöcke (E, C) externe Versorgungs­ anschlüsse (46, 47) vorgesehen sind,
• - daß zwischen dem Steuerblock (G) und dem elektromagneti­ schen Block (E) eine elektrische Steuerverbindung (L2) über die beweglichen Kontakte vorgesehen ist, wobei die elektrische Steuerverbindung (L2) im Falle eines Fehlers ein Öffnungs­ signal (S) vom Steuerblock (G) auf den elektromagnetischen Block (E) überträgt, und
• - daß die Versorgung einer Magnetspule (32) des elektromagne­ tischen Blocks (E) durch die Schaltung des Öffnungssignals (S) unterbrochen wird.

2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polpfa­ de ausschließlich innerhalb des Grundkörpers (A) angeordnet sind.

3. Apparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die beweglichen Kontakte auf einer eine Symmetrieebene (P) definierenden Brücke (17) angeordnet sind, und der Grundkörper (A) auf einer Seite dieser Ebene eine erste Befe­ stigungsfläche (25) für den elektromagnetischen Block (E) und auf der anderen Seite dieser Ebene eine zweite Befestigungs­ fläche (26) für den Steuerblock (C) bildet,
• - daß der Grundkörper den verschiedenen Polpfaden zugeord­ nete erste Teile (23a) von Stromfühlern (23) aufweist, während der Steuerblock (23) zweite Teile (23b) dieser Fühler aufweist, wobei die ersten und zweiten Teile der Fühler miteinander zu­ sammenwirken, um von dem Grundkörper (A) auf den Steuer­ block (C) eine physikalische Größe zu übertragen, die für den elektrischen Strom in dem Polpfad repräsentativ ist, und
• - daß die zweite Befestigungsfläche (26) mit den ersten Teilen (23a) der Stromfühler (23) versehen ist.

4. Apparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Steuerblock (C) externe Verbindungsan­ schlüsse (46, 47) zur Versorgung der Magnetspule (32) des elektro­ magnetischen Blocks (E) aufweist und daß eine elektrische Versor­ gungsverbindung (L1) zwischen dem Steuerblock (C) und dem elek­ tromagnetischen Block (E) vorgesehen ist.

5. Apparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Versorgungsverbindung (L3) zwischen dem elektromagnetischen Block (E) und dem Steuerblock (C) vorgesehen ist, um die Versorgung desselben vom elektromagnetischen Block aus sicherzustellen, wobei das Öffnungssignal (S) im Falle eines Überstromes in einem der Polpfade ein Auslösesignal oder im Falle einer Nichtfunktion des Steuerblockes ein Hemmsignal ist.

6. Apparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Steuerblock (C) eine Vorderseite (36) des elektromagnetischen Blockes (E) bedeckt, wobei die aneinander­ grenzenden Rückseiten (42) bzw. Vorderseiten (36) der Blöcke (C, E) mit zusammenwirkenden Verbindungselementen (50-53) versehen sind, um wenigstens eine der elektrischen Steuer- und Versor­ gungsverbindungen (L1-L3) sicherzustellen.

7. Apparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Steuerblock (C) und der elektromagnetische Block (E) aneinandergrenzende seitliche Flächen (38, 43) aufweisen, die mit zusammenwirkenden Verbindungselementen (50, 53) verse­ hen sind, um wenigstens eine der elektrischen Steuer- und Versor­ gungsverbindungen (L1-L3) sicherzustellen.