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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Relais oder einen Kontaktgeber,
worin Messungen vorgenommen werden, um die Montage und Demontage bei
der Installation und der Wartung zu erleichtern. Mittels einer Konstruktion
trägt der
erfinderische Kontaktgeber auch zu einer besseren Sicherheit des
Betriebs und der Wartung bei. Genauer gesagt schlägt die Erfindung
einen Kontaktgeber vor, welcher so strukturiert- ist, dass er das
Montieren und Demontieren nur in einem speziellen, sequentiellen
Ablauf ermöglicht.
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Typische
Kontaktgeber dieser Art weisen einen elektrischen Magneten für den nichtmanuellen Betrieb
von Kontakten auf, um einen elektrischen Stromkreis, z. B. einen
dreipoligen Wechselstrom, zu schließen bzw. zu unterbrechen. Ein
Steuerstrom wird an eine Spule des elektrischen Magneten geliefert,
und ein Magnetwerk kommt zum Einsatz, um den Stromkreis zu schließen oder
zu unterbrechen. Zusätzlich
zu Hauptkontakten weist der Kontaktgeber auch sekundäre Kontakte
und Stromverbindungen für
den Steuerstrom auf, welche manuell oder elektronisch gesteuert
werden können.
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Kontaktgeber
dieser Art werden in industriellen Anwendungen, z. B. als Motorschalter
angewendet, und werden gewöhnlich
bei Versorgungszentraleinheiten installiert, wobei an dieses System
Strom und Steuerstrom geliefert wird, um mehrere Stromverbraucher
zu versorgen. Folglich können
die Zentraleinheiten eine große
Anzahl von elektrischen Leitern aufnehmen, sodass eine größere Vorsicht
bei Wartungsarbeiten zur Wartung, Reparatur oder zum Austauschen
von abgenutzten Komponenten erforderlich ist. Eine solche Wartung
kann Monteure bzw. Techniker und anderes Personal einem verborgenen bzw.
latenten Verletzungsrisiko aussetzen. Gewöhnlich werden Schalter für den Steuerstrom
so entfernt von der Zentraleinheit untergebracht, dass das Wartungspersonal
keinesfalls die ganze Zeit den Status des elektrischen Magneten überwachen
kann. Diese Situation ist mit dem Risiko verbunden, dass System-Strom
während
einer Wartungsarbeit, z. B. dem Ersetzen der Hauptkontakte des Kontaktgebers,
ungewollt geliefert wird.
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Ein
solcher Kontaktgeber ist z. B. aus dem Dokument
US-A-3 651 437 bekannt.
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Bei
Wartungsarbeiten an solchen Einrichtungen ist es folglich ein Wunsch
und ein Problem, die Arbeit an dem Kontaktgeber zu erleichtern und gleichzeitig
das Risiko der Arbeit mit elektrifizierten Stromkreisen zu minimieren.
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Es
ist außerdem
ein Wunsch, die Länge
der Wartungsunterbrechungen für
Wartungsarbeit, durch das Erleichtern des Zugriffs auf abgenutzte
Komponenten bei Auswechselarbeiten, zu reduzieren. Es ist auch ein
Wunsch, die Anzahl verschiedener Angaben bzw. Details zu minimieren,
die für
die Montage und Demontage der Einrichtung, in Verbindung mit den
Wartungsarbeiten benötigt
werden.
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Ziel der Erfindung
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Das
Ziel der Erfindung ist, die oben genannten Ziele zu erreichen und
die dabei auftretenden Probleme zu lösen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß der Erfindung
werden diese Ziele mit einem Kontaktgeber erreicht, welcher ein
Kontaktgebergehäuse
umfasst, welches sequentiell in zwei aufeinander folgenden Schritten
abnehmbar ist, wobei jeder Schritt von dem anderen abhängt. In
einem ersten Schritt werden die Baugruppen bzw. Komponenten des
Steuerungsleistungsschalters, sowie die Kontakte für den Systemleistungsschalter
einheitlich entfernt, um den Zugriff auf die Systemleistungskontakte
zu ermöglichen.
In diesem ersten Schritt sind die Kontakte des Steuerungsleistungsschalters
immer noch durch einen entfernbaren Teil des Kontaktgebergehäuses eingeschlossen.
Dann wird in einem zweiten Schritt auf die Komponenten des Steuerungsleistungsschalters,
durch das Öffnen
des entfernbaren Teils des Gehäuses
zugegriffen. Ein Hauptmerkmal der Erfindung ist, dass die zwei Schritte
zum Öffnen
des Gehäuses
beide durch eine Anzahl von gleichen Verschlusselementen gesteuert werden,
welche gebildet sind, um alternative Arretierlager für einen
teilweisen oder einen kompletten Zugriff auf die inneren Komponenten
und die betriebsfähigen
Details des Kontaktgebers zu belegen bzw. in Eingriff zu stellen,
und dadurch eine unbeabsichtigte Speisung des Systemstroms zu verhindern,
wenn das Kontaktgebergehäuse
in dem ersten Schritt entfernt bzw. abgenommen wird.
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Die
kennzeichnenden Merkmale der Erfindung werden durch den unabhängigen Anspruch
1 definiert, und bevorzugte Ausführungsformen
werden in den Unteransprüchen
definiert.
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Zeichnungen
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Der
erfinderische Kontaktgeber wird weiter unten beschrieben, wobei
Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
genommen wird, welche eine Ausführungsform
der Erfindung darstellen,
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1 ist
eine Schnittansicht durch einen Kontaktgeber, entlang einer Fläche, welche
parallel zu dem Systemstrompfad, in der vollkommen befestigten Position
ist;
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2 ist
eine Schnittansicht entlang der Fläche II-II von 1,
und
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3 ist
ein teilweiser Abschnitt, welcher den Arretierbolzen in einer gegenseitigen
Einrückung mit
dem Kontaktgebergehäuse
darstellt.
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Detaillierte Beschreibung
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Es
wird Bezug genommen auf die Zeichnung, welche ein Beispiel für einen
Kontaktgeber 1 zeigt, welcher für die Implementierung der erfinderischen
Lehre gestaltet ist.
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Der
Kontaktgeber 1 ist ein elektromagnetisches Relais, welches
betriebsfähig
zum Steuern eines dreipoligen Systemsteuerstroms ist. Die betriebsfähigen Elemente
des Kontaktgebers 1 sind gestaltet, um eine bessere Wartungs-Sicherheit
und –Effektivität gemäß dieser Erfindung
bereitzustellen. Grundsätzlich
umfasst der Kontaktgeber 1 Verbindungen für den Systemstrom,
die Kontakte, den elektrischen Magneten, die Spule und die Verbindungen für den Steuerstrom,
wie an sich bekannt und kann weitere Elemente zum Anpassen des Kontaktgebers an
eine bestimmte Anwendung aufweisen.
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Gemäß der Erfindung
wird ein Kontaktgebergehäuse
bereitgestellt, welches drei Hauptkomponenten umfaßt: eine
Aufnahme 2, welches dauerhaft in den Systemstrompfad integriert
ist, ein entfernbares Gehäuse
bzw. eine entfernbare Hülle 3,
welche in dem Gehäuse
bzw. der Hülle
angeordnet ist, und eine Abdeckung 4, welches das Gehäuse abdichtet.
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Die
Kontaktgeberaufnahme 2 ist dauerhaft in dem Stromweg bzw.
der Strombahn, mittels Befestigungsmitteln positioniert, welche
nicht weiter gezeigt werden, sodass eine Unterseite des Gehäuses auf ein
Tragwerk gesetzt ist. Die Eingabe- und Ausgabe-Verbindungsmittel 5, 6 sind
in dem Bodenbereich der Aufnahme 2 aufgenommen, um die
Systemstrom-Phasenleiter
mit dem Leiter 1, wie am besten in 1 zu sehen
ist, zu verbinden. In der gezeigten Ausführungsform, sind die Verbindungsmittel 5, 6 zweiteilige
Elemente, welche fest durch Schrauben in der Aufnahme 2 montiert
sind, und können
vorzugsweise in Trennungszellen, welche in der Aufnahme 2 gebildet
sind, angeordnet sein, und mit Lichtbogenüberschlag-Abschirmungsmitteln
ausgestattet sein.
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Jedes
Paar der Verbindungsmittel 5, 6 wirkt zusammen
mit einem getrennten bzw. einzelnen Kontakt 7. Der Kontakt 7 wird
gelagert bzw. unterstützt,
um von einer Schalter-Unterbrechungsposition,
welche in den 1 und 2 zu sehen
ist, zu einer Schalter-Schließposition
beweglich zu sein, wobei der Kontakt 7 zur Einrückung mit
den Kontaktmitteln 5, 6 bewegt wird. Die Kontakte 7 werden
in einer Brückenunterbrechungsschaltung,
bzw. einer Zwischenstegbrücke 8 gehalten,
bzw. gelagert; welche in der Aufnahme 2 gegen die Kraft
von Federn 9 beweglich ist. Die Federn 9 lagern
in Federführungen 10,
welche sich von dem Boden der Aufnahme 2 aus erstrecken.
Die Unterbrechungsbrücke
bzw. Zwischenstegbrücke 8 ist
brückenförmig, um
quer über den
Kontaktgeber zu reichen. Schultern 11, welche als Lager
für die
Federn 9 fungieren, sind in der Bodenoberfläche der
Zwischenstegbrücke 8 gebildet. Jeder
Kontakt 7 ist in einer Fassung bzw. einer Anschlussdose 12 gelagert,
welche sich aus der Bodenoberfläche
der Zwischenstegbrücke
heraus erstreckt und gelagert ist, um von einer Feder (nicht weiter
gezeigt), vorgespannt zu werden. Vorzugsweise ist die Fassung 12 integral
in der Aufnahme 2 geformt, um separate Wege für den Systemstrom
durch den Kontaktgeber 1 bereitzustellen.
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Die
Zwischenstegbrücke 8 ist
mit einem Paar von Säulen 13 und 14 gebildet,
welche sich von der oberen Oberfläche der Brücke aus erstrecken, und durch
Schlitze 15 laufen, welche in den gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 3,
welches entfernbar an der Aufnahme 2 befestigt ist, gebildet
sind. Zwischen den oberen Enden der Säulen 13, 14 ist
ein Elektromagnet-Anker (electromagnet-armature) 16 gehalten,
welcher auf Lagern 17, die auf den Säulen gebildet sind, oder in
separaten Trägern,
welche die Säulen
belegen bzw. in Eingriff stellen, lagert bzw. rastet, um die Ankerbewegung
an die Zwischenstegbrücke
und die Kontakte 7, in einer Schaltungsschließbewegung
zu übertragen.
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Ein
elektromagnetischer Anker, welcher einen magnetisierten Kern 18 und
eine Spule 19 aufweist, ist in dem Bodenbereich des Gehäuses 3 angeordnet.
Flexible, oder Elastomereinlagen 20 können zwischen dem Kern und
dem Boden des Gehäuses
angeordnet werden, um eine relative Bewegung dazwischen zu erlauben.
Außerdem
sind die Aufnahme 2, das Gehäuse 3 und die Zwischenstegbrücke 8 entsprechend
geformt, um die Zwischenstegbrückenbewegung
zwischen der Schaltungschließ-
und der Schaltungsunterbrechungsposition zu leiten und zu ermöglichen,
was nicht weiter offenbart ist.
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Die
Zwischenstegbrücke 8 mit
den Kontakten 7 und dem Gehäuse 3 mit dem Elektromagnet-Anker, dem Kern und
der Spule der Steuerstromschaltung, bilden zusammen eine Anordnung
bzw. eine Baugruppe, welche als Ganzes von dem Kontaktgeber 1 entfernbar
ist.
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Das
Gehäuse 3 weist
eine umgebende Seitenwand 21 auf, wobei Ausnehmungen bzw.
Vertiefungen (recesses) 22 in jeder Ecke des Gehäuses gebildet
werden (siehe 3). Jede der Ausnehmungen 22 empfängt einen
Schaft (leg) 23, welcher von den Ecken der Abdeckung 4 abhängig ist.
In befestigter bzw. angefügter
Position, in der die Abdeckung 4 abdichtend auf der Oberkante
der umgebenden Wand 21 lagert, drücken die Schäfte 23,
gegen den Boden des Gehäuses,
und zwar in den Bodenbereichen, welche sich in die Ausnehmungen
erstrecken. Die erfinderischen Lehren sind nicht auf eine bestimmte
Anzahl von Schäften 23 begrenzt,
wobei allerdings mindestens zwei solcher Schäfte bereitgestellt sein sollten.
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Die
Abdeckung 4 und das Gehäuse 3 weisen ein
gemeinsames Verschlusselement oder einen gemeinsamen Arretierbolzen 24 auf,
welcher durch den Schaft 23 läuft. Der Arretierbolzen 24 umfasst
eine Welle 25, welche in dem unteren Ende mit einem Haken 26 gebildet
ist, welcher angewinkelt ist, um sich im Wesentlichen rechtwinklig
von der Welle aus zu erstrecken. Eine spiralförmige Feder 27 ist
auf der Welle, zwischen dem Haken 26 und einem geschlitzten
Kopf (slotted head) 28, der auf der gegenüberliegenden
Seite der Welle gebildet ist, gelagert.
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In
der befestigten bzw. angeschlossenen Position des Kontaktgebergehäuses, reicht
der Arretierbolzen 24 durch die Abdeckung 4, um
einen Arretiersitz 29 zu belegen, welcher in der Aufnahme 2 gebildet
wird, und zusammen mit dem Haken 26 des Arretierbolzens
wirkt. Der Arretierbolzen ist in der arretierten Position federgespannt,
da die spiralförmige
Feder, welche zwischen dem Kopf 28 und dem Bodenbereich 30 gestaucht
ist, welcher in dem unteren Ende des Schafts 23 gebildet
ist. Auf diese Weise sind die Abdeckung 4, das Gehäuse 3 und
die Aufnahme 2 durch den gemeinsamen Arretierbolzen verriegelt,
um das abgedichtete Kontaktgebergehäuse 1 bereitzustellen.
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Wenn
der Arretierbolzen verdreht wird, wird der Haken 26 von
dem Arretiersitz 29 der Aufnahme 2 gelöst. Auf
diese Drehung wird der Arretierbolzen dazu gebracht, einen zweiten
Arretiersitz 31 zu belegen, welcher auf der unteren Oberfläche des
Bodens des Gehäuses 3 gebildet
ist.
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Nun
können
das Gehäuse 3 und
die Abdeckung 4 von der Aufnahme 2 entfernt werden,
um die Verbindungsmittel 5, 6 freizulegen, die
in dem Bodenbereich der Aufnahme 2 beherbergt sind. Durch
diesen ersten Schritt des Entfernens, werden die Zwischenstegbrücke 8,
mit den Kontakten 7, sowie die Steuerungsschalterelemente,
wie der elektrische Magnet, die Spule und die Versorgungsleiter
für die Steuerungsenergie,
als eine Einheit entfernt. Die Steuerungsschalterelemente sind noch
von den Wänden
und dem Boden des Gehäuses 3 und
der Abdeckung 4 umschlossen, wenn der Arretierbolzen in
Einrückung
mit dem zweiten Arretiersitz ist, der in dem Boden des Gehäuses gebildet
ist.
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Durch
ein weiteres Verdrehen des Arretierbolzens 24, wird der
Haken 26 von dem Arretiersitz 31 des Gehäuses 3 gelöst, und
die Abdeckung 4 ist entfernbar, um Zugriff auf die betriebsfähigen Elemente
des Steuerungsschalters, in einem zweiten Schritt des Entfernens,
zu ermöglichen.
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Die
Arretiersitze 29 und 31 sind mit länglichen Öffnungen 29' bzw. 31' gebildet, welche
sich entsprechend winkelförmig
getrennt, in radiale Richtungen, von dem Drehmittelpunkt des Arretierbolzens
aus erstrecken, um einen Durchgang für den Arretierbolzen durch
jede Öffnung
bereitzustellen, wenn er in die geeignete Position gedreht wird,
und um einen Durchgang durch die andere Öffnung bereitzustellen, wenn
er weiter gedreht wird. In allen anderen Drehpositionen, ist der
Arretierbolzen federgespannt, um das Material der Aufnahme bzw.
des Gehäuses
zu belegen. Vorzugsweise werden die Arretiersitze in dem Material
z. B. durch Ausnehmungen bestimmt, sodass eine exakte Angabe der
arretierten Position des Arretierbolzens bereitgestellt wird, und folglich
ein unbeabsichtigtes Verdrehen des Arretierbolzens 24 verhindert
wird. Wie auf der 3 der Zeichnung ersichtlich,
wird der Arretierbolzen automatisch zur Einrückung mit dem Arretiersitz 31 positioniert,
wenn er aus der Einrückung
mit dem Arretiersitz 29 gedreht wird. Vorzugsweise werden
die Öffnungen
in entgegen gesetzte radiale Richtungen von dem Arretierbolzendrehzentrum
aus ausgerichtet, obwohl alternativ auch eine winkelförmige Verschiebung
innerhalb der Lehre der Erfindung liegt.
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Das
Anfügen
oder Montieren des Kontaktgebergehäuses wird durch das Durchführen der
zwei Schritte in umgekehrter Reihenfolge erreicht. Dementsprechend
wird in einem ersten Schritt die Abdeckung 4 an dem Gehäuse 3,
durch das Drehen des Arretierbolzens zum Belegen des zweiten Arretiersitzes 31 der
Abdeckung, befestigt, und sukzessiv wird in einem zweiten Schritt
das Gehäuse,
welches die Zwischenstegbrücke 8 trägt, an der
Aufnahme 2, durch Drehen des Arretierbolzens befestigt,
um den ersten Arretiersitz 29 der Aufnahme 2 zu
belegen bzw. in Eingriff zu bringen.
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Folglich
wird dem Dienstpersonal in zwei sequentiellen und abhängigen Schritten
alternativ Zugang zur Instandhaltung bzw. Wartung von einem oder
beiden Leistungsschaltern des Kontaktgebers, unter Verwendung einer
minimalen Anzahl von Verschlusselementen bereitgestellt. Dies wird
möglich durch
das integrale Formen des Kontaktgebergehäuses mit zwei wechselseitig
abhängigen
Verschlussbewegungen. Die Gefahr, den Stromkreis unbeabsichtigt
zu schließen,
wenn das Kontaktgebergehäuse
zur Wartung entfernt wird, wird durch die spezielle Struktur und
sequentielle Demontage des Kontaktgebergehäuses beseitigt.