DE3726624A1 - Schutzeinrichtung fuer den elektromagnetischen antrieb eines schaltgeraetes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für einen elektromagneti­ schen Antrieb eines Schaltgerätes gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Derartige elektromagnetische Antriebe sind vielfach mit optimierten Elektromagneten ausgerüstet, die nur für einen Kurzzeitbetrieb ausgelegt sind. Werden diese Elektromagneten Dauerbelastungen ausgesetzt, besteht die Gefahr der Überhitzung und Zerstörung. Es ist daher eine Schutzein­ richtung erforderlich, die auch im Fehlerfall oder bei Fehlbedienung eine Belastung des Elektromagneten über die zulässige Zeit verhindert.

Bei bekannten Antrieben wird dies nur durch kostenmäßig und schaltungs­ technisch aufwendige elektromechanische oder elektronische Zeitrelais erreicht.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Schutzvorrichtung zu schaf­ fen, die kostengünstig und einfach im Aufbau und sicher in der Wirkungs­ weise ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 5 gekennzeichnet.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß der Unterbre­ cherschalter mit einem einfach aufgebauten Betätigungselement gekop­ pelt ist und durch einen Umschalthebel nur dann betätig wird, wenn der Elektromagnet durch den anstehenden Strom länger belastet wird als der über eine Verzögerungsmechanik angetriebene Umschalthebel benötigt, um einen Leerweg "s" zurückzulegen.

Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß der Unterbrecherschalter nur im Feh­ lerfalle d.h. bei längerer Belastungsdauer aktiviert wird. Liegt die Strom­ flußdauer für den Elektromagneten im Rahmen der vorgegebenen und in der Verzögerungsmechanik programmierten Zeitspanne, so bewegt sich der Umschalthebel maximal um einen Weg "s", ohne den Unterbrecher­ schalter zu betätigen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand des in den Zeichnungen dargestell­ ten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 den schematischen Aufbau der Schutzeinrichtung

Fig. 2 das Zusammenwirken des Umschalthebels mit dem Betätigungsele­ ment.

In Fig. 1 ist die Wirkverbindung der Verzögerungseinrichtung 3 mir dem elektromagnetischen Antrieb 2 dargestellt. Der elektromagnetische Antrieb 2 arbeitet über Betätigungselemente 11 und 12 einer Umschaltmechanik 21 auf eine Schaltwippe 13 eines Schalterätes 1 und veranlaßt bei jedem Schaltimpuls auf den Elektromagneten 20, der auf die Umschaltmechanik 21 wirkt, eine Ein- oder Ausschaltung des Schaltgerätes 1.

Je nach Schaltstellung sind die Kontakte des Hilfsschalters 6 b entweder geschlossen oder geöffnet und der elektromagnetische Antrieb 2 kann über die Hilfsschalter 6 d oder 6 e, die in einer vom Schaltgerät 1 entfernt angeordneten Schaltwarte angeordnet sein können, aktiviert werden.

Als weitere Schaltstellung des Schaltgerätes 1 ist eine "Ausgelöst"-Stel­ lung vorgesehen, die sich als Folge einer Schutzfunktion des Schaltge­ rätes 1 einstellen kann. Die "Ausgelöst"-Stellung drückt sich in der Schaltstellung des Hilfsschalters 6 a aus und erfordert vor einer Wieder­ einschaltung eine Rückstellung über den "Reset-Schalter" 6 c.

Alle Schaltfunktionen sind dabei sowohl am Schaltgerät 1 direkt über die Schaltelemente 14 oder 15 als auch durch Fernschaltung über die Hilfsschalteranordnung 6, durch die der Elektromagnet 20 des elektromagnetischen Antriebes 2 aktiviert wird, durchführbar.

Im Normalfall wird der Elektromagnet 20 nur mit kurzen Stromimpulsen, hier beispielhaft unter 50 ms, belastet, die noch nicht zu einer Überhit­ zung und Zerstörung führen. Bei Fehlbedienung oder im Fehlerfall im Be­ reich der Hilfsschalteranordnung 6 besteht jedoch die Gefahr eines Dauerstromes und damit der Zerstörung des Elektromagneten 20. Für die­ sen Fall ist die Schutzeinrichtung, bestehend aus der Verzögerungsanord­ nung 3 und dem Unterbrecherschalter 5, vorgesehen, die bei Stromimpul­ sen über 50 ms den Unterbrecherschalter 5 öffnet und die Stromzufuhr unterbricht. Der Unterbrecherschalter 5 ist als Umschalter mit zwei sta­ bilen Schaltstellungen ausgeführt. Die Verzögerungsanordnung 3 wird bei jedem Schaltimpuls auf den Elektromagneten 20 durch die Umschaltmechanik 21 über ein Verbindungselement 34 derart aktiviert, daß der Umschalthebel 30 sich im Sinne einer Öffnung des Unterbrecherschalters 5 bewegt, d.h. der Schaltarm 33 bewegt sich in Richtung des Betätigungselementes 31, das mit dem Unterbrecherschalter 5 durch ein Schaltelement 36 verbunden ist. Die Umschaltbewegung des Umschalthebels 30 wird durch eine bekannte hier nicht näher erläuterte Verzögerungsmechanik 35 derart verzögert, daß die Bewegungsdauer des Schaltarmes 33 bis zum Erreichen des Betätigungselementes 31 unterhalb der maximal zulässigen Strombelastungsdauer für den Elektromagneten 20 liegt. Die Impulsdauer beim ordnungsgemäßen Betrieb des Antriebes 2 liegt unterhalb dieser zulässsigen Belastungsdauer, so daß die Um­ schaltmechanik 21 in die Ausgangsstellung zurückgeht und damit der Um­ schalthebel 30 ebenfalls in seine in der Fig. 2a dargestellte Ausgangspo­ sition bewegt, bevor das Betätigungselement 31 durch den Schaltarm 33 erreicht wird und den Unterbrecherschalter 5 öffnet.

Wird der Elektromagnet 20 durch fehlerhafte Bedienung oder einen Schal­ tungsfehler mit einem Stromimpuls von längerer Dauer als der zulässigen belastet, so wird das Betätigungselement 31 durch den Schaltarm 33 im Sinne einer Kontaktöffnung des Unterbrecherschalters 5 bewegt. Die Stromzufuhr wird unterbrochen, der Elektromagnet fällt ab und die Um­ schaltmechanik 21 geht in die Ausgangsstellung zurück. Dabei wird über das Verbindungselement 34 der Umschalthebel 30 im Sinne einer Kontakt­ schließung des Unterbrecherschalters 5 bewegt. Auch in dieser Richtung wirkt die Verzögerungsmechanik 35 derart, daß der Schaltarm 32 das Be­ tätigungselement 31 nach Ablauf einer Zeitspanne in die Schließrichtung des Unterbrecherschalters 5 bewegt, die ausreicht, alle beweglichen Teile des elektromagnetischen Antriebes 2 und des Schalters 1 in die Ausgangs­ stellung zurückfallen zu lassen, so daß für alle Schaltelemente die Aus­ gangsstellung erreicht ist.

In den Fig. 2a und 2b ist das Zusammenwirken der Schaltarme 32 und 33 des Umschalthebels 30 mit dem Betätigungselement 31 dargestellt. Im Bewegungsablauf des Umschalthebels 30 muß zuerst der Weg s 1 bzw. s 2 zurückgelegt werden, bevor über das Betätigungselement 31 eine Kontaktöffnung oder -schließung des Unterbrecherschalters 5 erfolgt. Dieser Bewegungsablauf kann über bekannte Verzögerungseinrichtungen nahezu beliebig verzögert werden, so daß bei gleichbleibendem Weg S eine von der Verzögerungseinrichtung bestimmte Zeit bis zur Schaltung des Unterbrecherschalters abläuft.

Bewegt sich in Fig. 2a der Umschalthebel 30 in Pfeilrichtung, so erfolgt eine Schaltung, wenn der Schaltarm 33 den Weg s 1 zurückgelegt hat. Umgekehrt erfolgt die Schließung des Unterbrecherschalters 5, wenn der Umschalthebel 30 sich aus der in Fig. 2b dargestellten Position in Pfeil­ richtung 13 bewegt und der Schaltarm 32 den Weg s 2 zurückgelegt hat.

Claims (5)

1. Schutzeinrichtung für einen elektromagnetischen Antrieb eines Schaltgerätes, der vorzugsweise der Fernbetätigung eines Schutz­ schalters dient, bestehend aus einer mit dem elektromagnetischen Antrieb gekoppelten Verzögerungsanordnung und einem in der Spu­ lenversorgung angeordneten und von der Verzögerungsanordnung gesteuerten Unterbrecherschalter, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrecherschalter (5) mittels eines mit einem Umschalthebel (30) form- oder kraftschlüssig ge­ koppelten Betätigungselementes (31) geöffnet wird, wenn die Magnetspule (20) des elektromagnetischen Antriebs (2) länger als die, durch die Verzögerungsanordnung (3) vorgegebene Zeit erregt bleibt.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (31) in Bezug auf den Umschalthebel (30) eine derartige Betätigungshysterese aufweist, daß das Betätigungselement (31) des Unterbrecherschalters (5) sowohl in Ausschalt- als auch in Einschaltrichtung um die vorgegebene Zeit verzögert reagiert.

3. Schutzeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Umschalthebel (30) zwei Schaltarme (32, 33) aufweist, die zwischen sich das Betätigungselement (31) aufnehmen und in einem derartigen Abstand zueinander angeordnet sind, daß der jeweils von dem Betätigungselement (31) entfernt liegende Schaltarm (33 bzw. 32) bei Aktivierung der Schutzeinrichtung zuerst einen Leerweg (S) zurücklegen muß, bevor er das Betätigungselement (31) erreicht und hierüber den Unterbrecherschalter (5) betätigt.

4. Schutzeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Bewegungsablauf der Schaltarme (33 bzw. 32) über den Leerweg (S) zwischen dem jeweiligen Schaltarm (33 bzw. 32) und dem Betätigungselement (31) durch die Verzögerungeinheit (5) derart verzögert wird, daß der elektromagnetische Antrieb (2) im Normalfall seine Bewegungsrichtung bereits umkehrt, bevor der sich in Richtung des Betätigungselementes (31) bewegende Schaltarm (32 bzw. 33) dieses erreicht.

5. Schutzeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schaltzeit des elektomagnetischen Antriebes (2) derart auf die Betätigungshysterese des Umschalthebels (30) abge­ stimmt ist, daß bei ungestörtem Schaltvorgang der Unter­ brecherschalter (5) nicht betätigt wird.