DE3841315C2 - Gegenseitige Verriegelung einer Anzahl von Schaltgeräten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verriegelung von elektrischen Schaltge­ räten.

Aus US 4 295 053, US 3 401 364 und US 3 428 764 ist es bekannt, mehrere elektrische Schalter mit einem Verriegelungsmechanismus zu koppeln. Dieser Verriegelungsmechanismus gewährleistet, daß immer nur ein einziger Schalter einen Stromkreis schließt. Die anderen Schalter sind dann durch den Verriege­ lungsmechanismus automatisch gesperrt und können die ihnen zugeordneten Stromleitungen nicht schließen.

Eine elektrische Anlage wird oft von zwei voneinander unabhängigen Stromquel­ len versorgt, z.B. einer normalen Stromquelle und einer Notstromquelle, um im Falle des Ausfalls einer der beiden Quellen die Aufrechterhaltung der Funktion zu ermöglichen. Jeder Quelle ist ein elektrisches Schaltgerät zugeordnet, insbeson­ dere ein Schaltautomat oder ein elektrischer Schalter, mit dem die entsprechende Quelle ein- und ausgeschaltet werden kann. Üblicherweise ist es nötig, eine gleichzeitige Versorgung der Anlage aus den beiden Quellen zu verhindern, da diese unterschiedlicher Art oder gegebenenfalls nicht synchronisiert oder vielleicht sogar defekt sein können. In US 2 904 649 verhindert eine Vorrichtung zur ge­ genseitigen Verriegelung von zwei Schaltgeräten oder Schaltautomaten deren gleichzeitiges Schließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mittels elektrischer Schaltgeräte eine Anlage mit zwei unterschiedlichen Verbrauchern von Stromquellen ordnungsge­ mäß versorgen zu können.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Anspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist eine Anlage mit zwei Stromquellen und zwei unterschiedlichen Verbrauchern vorgesehen, wobei jede Quelle einen beliebigen der beiden Verbraucher versorgen kann und so die Aufgabe einer defekten Quelle übernehmen kann.

Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zur gegenseitigen Verriegelung dreier Schaltgeräte, welche die Gefahr einer gleichzeitigen Versor­ gung eines Verbrauchers durch die beiden Quellen verhindert und die Versorgung eines beliebigen der Verbrau­ cher durch eine beliebige Quelle ermöglicht.

Die drei im folgenden beschriebenen und als Schaltautoma­ ten bezeichneten elektrischen Schaltgeräte sind einerseits die zwei den beiden Stromquellen zugeordneten Schaltautomaten und an­ dererseits ein Kopplungs-Schaltautomat, der mit den Aus­ gängen der beiden Versorgungs-Schaltautomaten verbunden ist.

Es ist klar, daß ein gleichzeitiges Schließen der drei Schaltautomaten ausgeschlossen werden muß, wenn man eine Parallelschaltung der zwei Stromquellen vermeiden will, während das gleichzeitige Schließen zweier beliebiger Schaltautomaten zulässig ist, jedoch automatisch die Ver­ riegelung des dritten Schaltautomaten hervorruft. Einer der Verbraucher ist mit einem Versorgungs-Schaltautomaten ver­ bunden, während der andere Verbraucher mit dem anderen Schaltautomaten verbunden ist; der Kopplungs-Schaltautomat ist normalerweise geöffnet. Durch Schließen des Kopplungs- Schaltautomaten und Öffnen des entsprechenden Versorgungs- Schaltautomaten können die zwei Verbraucher von derselben Stromquelle gespeist werden. Die Stellung des dritten Hebels eines der Schaltautomaten zeigt die Position der Kontakte der beiden anderen Automaten, wobei sich dieser dritte Hebel in die Verriegelungsstellung begibt und ein Schließen des Automaten verhindert, wenn die beiden anderen Automaten geschlossen sind. Der dritte Hebel ist vorzugs­ weise ein Kipphebel, dessen Schwenkachse so in einer Aus­ sparung montiert ist, daß das Verschieben des Hebels durch die Schließ- und Öffnungsbewegung eines der anderen Automaten er­ folgt. Der dritte Hebel ist außerdem über eine Stange mit demjenigen Hebel verbunden, der die Position der Kontakte des anderen Automaten anzeigt, um eine Stellung einzu­ nehmen, die durch den geschlossenen oder geöffneten Zustand der beiden anderen Automaten bestimmt wird. Die Verbindun­ gen über eine Stange sind besonders einfach und zuverlässig und geeignet für übereinander oder nebeneinander an­ geordnete Automaten. Die Position der Kontakte zeigt ein erster Schwenkhebel, der vorzugsweise fest auf der Kon­ taktträgerstange der unterschiedlichen Pole des Automaten be­ festigt ist. Die Verriegelung des Automaten erfolgt durch Verschieben eines zweiten Hebels, der mit dem Verrastriegel des Automaten zusammenarbeitet.

Die Erfindung ist insbesondere anwendbar bei Automaten niedriger Spannung und hoher Stromstärke.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung, die die drei Automaten in geöffneter Stellung zeigt;

Fig. 2 den Schaltplan der drei Automaten in geöffneter Stellung gemäß Fig. 1;

Fig. 3-8 Darstellungen analog Fig. 1 und 2 der Vorrichtung zur gegenseitigen Verriegelung in Schließstellung eines der Versorgungs-Automaten, in Schließstellung der zwei Versorgungs-Automaten bzw. in Schließ­ stellung eines der Versorgungs-Automaten und des Kopplungs-Automaten;

Fig. 9 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur gegenseitigen Verriegelung in den aufeinanderfol­ genden Öffnungsstellungen der zwei anderen Auto­ maten (durchgezogene Linien) in der Schließstellung eines der Automaten (strichpunktierte Linien) und in der Schließstellung der zwei anderen Automaten (gestrichelte Linien); und

Fig. 10 eine Darstellung analog Fig. 9, die denselben Zyklus zeigt, aber in einer anderen Aufeinander­ folge der Schließung der verschiedenen Automaten.

In den Abbildungen sind drei Automaten (10, 12, 14), z.B. des Typs mit Gußgehäuse, wie im französischen Patent Nr. 25 89 626 beschrieben, übereinander auf einer Tafel instal­ liert, die zwei Stromquellen (16, 18) und zwei Verbraucher (20, 22) aufweisen, die an dieser Tafel angeschlossen sind. Die drei Automaten (10, 12, 14) sind identisch und können nach Belieben als Versorgungs-Automaten oder als Kopplungs- Automaten verwendet werden. In dem gezeigten Beispiel ist der Automat (10) mit der Stromquelle (16) und der Automat (12) mit der Stromquelle (18) verbunden. Der Automat (14) stellt den Kopplungs-Automaten dar, der mit den Ausgängen der zwei Versorgungs-Automaten (10, 12) verbunden ist. Der erste Verbraucher (20) ist mit dem Ausgang des Versorgungs- Automaten (10) verbunden, während der zweite Verbraucher (22) mit dem Ausgang des zweiten Versorgungs-Automaten (12) verbunden ist. Da die drei Automaten (10, 12, 14) identisch sind, werden dieselben Bezugszeichen zur Bezeichnung derselben Elemente verwendet. Der Buchstabe "a" ist den Bezugszeichen der Elemente des ersten Versorgungs-Automaten (10), der Buchstabe "b" den Bezugszeichen des zweiten Versorgungs-Automaten (12), und der Buchstabe "c" den Bezugszeichen des Kopplungs-Automaten (14) hinzugefügt.

Auf der Kontaktträgerstange der Automaten ist ein erster Hebel (24a, b, c) verkeilt, der bei einem Schließ- und einem Öffnungsvorgang des zugeordneten Automaten hin- und her­ schwenkt und in der Schließstellung der Kontakte des Auto­ maten eine erste Position bzw. in der Öffnungsstellung des Automaten eine zweite Position einnimmt. Die Schwenkachse (26a, b, c) der Hebel (24a, b, c) befindet sich möglichst in der Mitte des Hebels und entspricht der Achse der Kontakt­ trägerstange des Automaten. An jedem Ende der Hebel (24a, b, c) ist eine Stange (28a, b, c; 30a, b, c) schwenkbar angebracht. Ein zweiter Schwenkhebel (32a, b, c) ist auf einer Achse (34a, b, c) verkeilt, die einen Riegel (36) für die Verriegelung des Verrastantriebs (38) des Automaten trägt. Der zweite Hebel (32a, b, c) kann zwei Stellungen einnehmen, nämlich eine erste Verriegelungsstellung für den Auslöse­ mechanismus und eine zweite Freigabestellung für den Aus­ lösemechanismus, wobei der Übergang von einer Stellung in die andere durch einen dritten Schwenkhebel (40a, b, c), eventuell in Zusammenwirken mit einer (nicht abgebildeten) Rückzugsfeder, gesteuert wird. Der dritte Hebel (40a, b, c) enthält einen in einer Aussparung (44a, b, c) verschiebbar montierten Zapfen (42a, b, c), der sich zwischen dem einen mit dem zweiten Hebel (32a, b, c) zusammen­ arbeitenden Ende des dritten Hebels (40a, b, c) und dem anderen Ende (46a, b, c) befindet, welches schwenkbar am Ende einer (30a, b, c) der beiden Stangen (28, 30) eines der beiden anderen Automaten angebracht ist. Analog dazu ist der Zapfen (42a, b, c) mit dem Ende der anderen (28a, b, c) der Stangen (28, 30) verbunden, die seine Verschiebung in der Aussparung (44a, b, c) steuert.

Anhand der Figuren ist insbesondere zu erkennen, daß die mit dem ersten Hebel (24a) des Automaten (10) verbundene Stange (28a) an ihrem dem Zapfen (42b) des Automaten (12) gegenüberliegenden Ende befestigt ist, während die Stange (30a) am Ende (46c) des dritten Hebels (40c) des Automaten (14) schwenkbar angebracht ist. Die Stangen (28b, 30b) des Automaten (12) sind am Zapfen (42c) des Automaten (14) bzw. am Ende (46a) des dritten Hebels (40a) des Automaten (10) befestigt, während die Stangen (28c, 30c) des Automaten (14) am Zapfen (42a) des Automaten (10) bzw. am Ende (46b) des dritten Hebels des Automaten (12) befestigt sind.

Die Vorrichtung zur gegenseitigen Verriegelung funktioniert wie folgt, wobei mit "O" bzw. "I" in den Figuren die offene bzw. geschlossene Schalterstellung bezeichnet ist.

In den Fig. 1 und 2 befinden sich die drei Automaten (10, 12, 14) in geöffneter Stellung, wobei sich die ersten Hebel (24a, b, c) sowie die zweiten Hebel (32a, b, c) in der zweiten Stellung befinden und das Schließen eines belie­ bigen der Automaten (10, 12, 14) gestatten. Die dritten Hebel (40a, b, c) befinden sich in der ersten Stellung, getrennt von den zweiten Hebeln (32a, b, c). Keiner der Verbraucher (20, 22) wird mit Strom versorgt, und der Kopplungs-Automat (14) ist geöffnet. Die Fig. 3 und 4 zeigen die Verriege­ lungsvorrichtung nach einer manuellen oder ferngesteuerten Schließung des ersten Automaten (10). Der erste Hebel (24a) ist in die erste Stellung geschwenkt, und die mit dem ersten Hebel (24a) verbundenen Stangen (28a, 30a) haben einerseits den Zapfen (42b) des Automaten (12) nach oben geschoben und andererseits das Ende (46c) des dritten Hebels des Automaten (14) im Uhrzeigersinn geschwenkt. Die dritten Hebel (40b, 40c) der Automaten (12, 14) haben dadurch ihre zweite Stellung eingenommen und sind bereit, die zweiten Hebel (32b, 32c), die sich immer noch in der zweiten Stellung befinden, einrasten zu lassen. Nur der erste Ver­ braucher (20) wird von der ersten Stromquelle (16) über den geschlossenen Automaten (10) gespeist, aber ein beliebiger der Automaten (12, 14) kann ausgelöst werden.

Die Verschiebung des dritten Hebels (40b) des Automaten (12) durch Gleiten des Zapfens (42b) in der Aussparung (44b) ist in Fig. 10 dargestellt, während das Schwenken des dritten Hebels (40c) des Automaten (14) in Fig. 9 darge­ stellt ist. Die zwei in strichpunktierter Linie dargestell­ ten Stellungen sind nicht genau identisch, aber in jeder dieser Stellungen ist der dritte Hebel (40b, 40c) bereit, den zweiten Hebel (32b, 32c) einrasten zu lassen, um ihn in eine Verriegelungsstellung zu bringen.

Bei einer Schließbetätigung des zweiten Versorgungs-Automa­ ten (12), um den zweiten Verbraucher (22) durch die Strom­ quelle (18) zu speisen, wobei der Verbraucher (20) durch die Stromquelle (16) gespeist wird, nimmt die Vorrichtung zur gegenseitigen Verriegelung die in Fig. 5 dargestellte Stellung ein, die einem Schwenken entgegen dem Uhrzeigersinn des ersten Hebels (24b) des Automaten (12) in die erste Stellung entspricht. Diese Schwenkbewegung wird von der Stange (30b) auf den dritten Hebel (40a) des ersten Automaten (10) übertragen, der im Uhrzeigersinn in die zweite Stellung schwenkt. Die Schwenkbewegung des ersten Hebels (24b) des Automaten (12) wird ebenfalls über die Stange (28b) auf den Zapfen (42c) des dritten Automaten (14) übertragen, der diesen Zapfen in der Aussparung (44c) nach oben in die dritte Stellung schiebt und gleichzeitig den zweiten Hebel (32c) einrasten läßt und in die erste Stellung, d.h. die Verriegelungsstellung, schwenkt. Dieses Verschieben des dritten Hebels (40c) ist in Fig. 9 darge­ stellt. Der dritte Automat (14) befindet sich somit in ver­ riegelter geöffneter Stellung, und jede Auslösung, die die beiden Stromquellen (16, 18) parallel schalten könnte, ist ausgeschlossen. Ein Auslösen oder ein Öffnen des zweiten Automaten (12) bringt die Vorrichtung zur gegenseitigen Verriegelung in die in Fig. 3 dargestellte Stellung zurück und ermöglicht von neuem das Schließen eines beliebigen der Automaten (12, 14).

Die Fig. 7 und 8 zeigen das Schließen des Kopplungs-Auto­ maten (14), wobei der erste Automat (10) bereits geschlos­ sen ist und dieses Schließen durch Schwenken des ersten Hebels (24c) im Uhrzeigersinn angezeigt wird. Diese Schwenkbewegung wird über die Stange (28c) auf den Zapfen (42a) des ersten Automaten (10) übertragen, der den dritten Hebel (40a) in die zweite Stellung verschiebt, in der er bereit ist, den zweiten Hebel (32a) einrasten zu lassen. Die Schwenkbewegung des ersten Hebels (24c) wird ebenfalls durch die Stange (30c) auf das Ende (46b) des zweiten Auto­ maten (12) übertragen, womit das Kippen des dritten Hebels (40b) in die dritte Stellung bewirkt wird, in der der zweite Hebel (32b) derart betätigt wird, daß er - wie in Fig. 10 gezeigt - den zweiten Automaten (12) in seiner Öffnungsstellung verriegelt. Der zweite Automat (12) ist somit in Öffnungsstellung verriegelt, während die geschlos­ senen Automaten (10, 14) die Stromversorgung der beiden Verbraucher (20, 22) durch die erste Stromquelle (16) sicherstellen.

Es ist nicht erforderlich, die weiteren möglichen Kombi­ nationen zu beschreiben, lediglich die gleichzeitige Schließung der drei Automaten (10, 12, 14) ist untersagt. Keiner der drei Automaten hat eine Vorrangstellung, jeder kann gleichermaßen als Versorgungs- oder als Kopplungs- Automat benutzt werden. Natürlich kann die Übertragung der Bewegungen durch die Stangen durch jede andere mechanische oder analoge Verbindung ersetzt werden, und natürlich können die Schwenkbewegungen auch Gleitbewegungen oder andere Antriebsverschiebungen sein.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Verriegelung von elektrischen Schaltgeräten (10, 12, 14) in ei­ ner Schaltanordnung zum Umschalten von Stromversorgungs­ quellen (16, 18), mit einem ersten Schaltgerät (10) zum Anschluß an eine erste Stromquelle (16), mit einem zweiten Schaltgerät (12) zum Anschluß an eine zweite Stromquelle (18) und mit einem dritten Schaltgerät (14) zum elektri­ schen Verbinden der Ausgänge des ersten (10) und des zweiten (12) Schalt­ gerätes, wobei jedes Schaltgerät (10, 12, 14)

• - einen ersten Hebel (24a, b, c) enthält, der zwischen einer ersten stabilen Stellung für eine Schließstellung des Schaltgerätes (10, 12, 14) und einer zweiten stabilen Stellung für eine Öffnungsstellung des Schaltgerätes (10, 12, 14) beweglich ist und
• - einen zweiten Hebel (32a, b, c) enthält, der zwischen einer ersten stabilen Stellung für die Verriegelung des Schaltgerätes (10, 12, 14) in Öffnungsstel­ lung und einer zweiten stabilen Stellung für die Entriegelung des Schalt­ gerätes (10, 12, 14) beweglich ist,

und wobei jedes Schaltgerät (10, 12, 15) zusätzlich einen dritten He­ bel (40a, b, c) enthält,

• - der mit den beiden ersten Hebeln (24a, b, c) der beiden anderen Schaltge­ räte (10, 12, 14) mechanisch verbunden ist und drei stabile Stellungen hat, nämlich eine erste Stellung in Öffnungsstellung der beiden anderen Schaltgeräte (10, 12, 14), eine zweite Stellung in Schließstellung eines der beiden anderen Schaltgeräte (10, 12, 14) und eine dritte Stellung in gleich­ zeitiger Schließstellung der beiden anderen Schaltgeräte (10, 12, 14) und
• - der in seiner dritten Stellung den zweiten Hebel (32a, b, c) desselben Schaltgerätes (10, 12, 14) in dessen ersten Stellung festhält, um das Schließen dieses Schaltgerätes (10, 12, 14) zu verhindern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Hebel (40a, b, c) mit den beiden ersten Hebeln (24a, b, c) der bei­ den anderen Schaltgeräte (10, 12, 14) über jeweils eine Stange (28a, b, c; 30a, b, c) mechanisch verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Hebel (40a, b, c)

• - zwei Hebelarme aufweist, nämlich einen ersten Hebelarm zur Bewe­ gungssteuerung des zweiten Hebels (32a, b, c) und einen zweiten Hebel­ arm, der mit dem ersten Hebel (24a, b, c) eines der beiden anderen Schaltgeräte (10, 12, 14) verbunden ist und
• - einen schwenkbaren Zapfen (42a, b, c) aufweist, der in einer Ausspa­ rung (44a, b, c) beweglich einliegt und mit dem ersten Hebel (24a, b, c) des zweiten der beiden anderen Schaltgeräte (10, 12, 14) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hebel (24a, b, c) und eine Kontaktträgerstange des Schaltge­ rätes (10, 12, 14) einstückig ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hebel (32a, b, c) mit einem Verrastriegel (36) zur Verriegelung des Schaltgerätes (10, 12, 14) in seiner Öffnungsstellung zusammenwirkt.