EP1252639B1 - Schützanordnung - Google Patents

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EP1252639B1
EP1252639B1 EP00971256A EP00971256A EP1252639B1 EP 1252639 B1 EP1252639 B1 EP 1252639B1 EP 00971256 A EP00971256 A EP 00971256A EP 00971256 A EP00971256 A EP 00971256A EP 1252639 B1 EP1252639 B1 EP 1252639B1
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EP
European Patent Office
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blocking element
contactor
contactors
arrangement according
contactor arrangement
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EP00971256A
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Oliver Brauburger
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/16—Magnetic circuit arrangements
    • H01H50/18—Movable parts of magnetic circuits, e.g. armature
    • H01H50/32—Latching movable parts mechanically
    • H01H50/323—Latching movable parts mechanically for interlocking two or more relays

Definitions

  • Such contactor arrangements are z. B. from DE 195 48 480 C1 or DE 24 40 361 A1.
  • a contactor arrangement with two contactors and a blocking element in which the contactors have guides for contact carriers, the blocking element is deflected upon actuation of one of the contactors of the guide of the operated contactor from an intermediate position to a blocking position, in the actuation of the unactuated contactor is locked, and in an attempt to actuate the unactuated contactor, the leadership of the unactuated contactor acts on the blocking element in an operating area.
  • the guides act on pins on the locking element.
  • Electrical loads are often connected to a supply network in a variety of ways.
  • Example of such types of connection are the optional connection of a load in star or delta connection to a three-phase system or a reversing circuit, in which either a DC voltage is reversed or a three-phase network once left-handed and once right-handed connected to a load.
  • connection of the electrical load to the supply network is usually via contactors. If both contactors operated simultaneously, this would result in a phase short circuit. Such a simultaneous actuation of both contactors must therefore be prevented. This is achieved in the prior art with the contactor arrangements mentioned.
  • the object of the present invention is to provide a contactor arrangement in which the guides act directly on the blocking element and yet no fatigue phenomena occur in the blocking element.
  • the object is achieved in that essentially only compressive forces occur due to the actuation attempt in the blocking element.
  • the invention is based on the finding that the fatigue of the locking elements or the pins on tensile and / or bending stresses is due. At substantially pure compressive stress, however, virtually no material fatigue occurs.
  • the contactor arrangement is structurally particularly simple if the contactors are facing each other with side surfaces, the blocking element is arranged in a blocking element receptacle and the blocking element receptacle is arranged between the contactors.
  • An occurrence of essentially only compressive forces in the guide of the unactuated contactor is structurally particularly easy to implement if the blocking element is pivotable in a pivot plane which is perpendicular to the side surfaces.
  • the mechanical structure is even easier when the guides act in an actuating direction on the locking element and the actuating direction is parallel to the side surfaces.
  • the contactor arrangement requires a small footprint. The space requirement is minimal if the side surfaces adjoin one another.
  • the contactors each have a front side and a rear side opposite the rear side and the back sides and the blocking element receptacle are flush with one another, a defined positioning of the blocking element results forcibly. Adjustments are no longer required.
  • the blocking element is designed as a turning heart, the blocking element works particularly reliable.
  • the contactors can be designed as desired. As a rule, however, at least three load contacts can be actuated via the contact carriers.
  • the 1 shows two contactors 1. One of the contactors 1 is shown in detail, the other contactor 1 indicated only schematically.
  • the shooter 1 are facing each other with side surfaces 2. Between the shooters a blocking element holder 3 is arranged.
  • the contactors 1 spaced from each other.
  • the side surfaces 2 adjoin one another.
  • the blocking element holder 3 is completely or partially sunk in the shooter 1.
  • the contactors 1 each have a front side 4 and a front side 4 opposite back 5.
  • the backsides 5 and the blocking element receiving 3 are flush with each other.
  • the blocking element holder 3 has a clear receiving width B.
  • a blocking element 6 is arranged in the blocking element holder 3. It has a blocking element width b, which is slightly smaller than the light receiving width B.
  • the blocking element is held pivotably in the blocking element receptacle 3 in a pivoting plane 7.
  • the receiving width B extends perpendicular to this pivoting plane 7.
  • the side surfaces 2 and the pivoting plane 7 are perpendicular to each other.
  • the contactors 1 have guides 8 for contact carrier.
  • the contact carrier in each case at least one load contact can be actuated.
  • at least three load contacts can be actuated via the contact carrier.
  • the blocking element 6 is formed according to FIGS 2 and 3 as so-called turning heart 6. It has a heart top 9 and operating areas 10. If both contactors 1 are inoperative, the turning heart 6 is held by a return spring 11 in an intermediate position, which is shown in Figures 2 and 3. By way of example, it is assumed below that now first the left of the two contactors 1 is actuated and then it is attempted to actuate the right of the two contactors 1.
  • the actuation direction x is parallel to the side surfaces 2 and parallel to the pivot plane 7.
  • the apex 9 of the locking element 6 is deflected into a receiving chamber 12, which is arranged substantially below the guide 8 of the right contactor 1.
  • the guide 8 acts directly on the blocking element 6 in the actuating region 10, which lies within the blocking element width b and thus in particular also the receiving width B.
  • the guide 8 of the right contactor 1 exerts an actuating force F in the actuation attempt on the blocking element 6 in the actuating direction x. Due to the action within the receiving width B, the actuating force F but directly, ie in particular without deflection and thus without the occurrence of shear forces transmitted to the blocking element receiving 3. So there are - and in both the guides 8 and in the blocking element 6 - essentially only compressive forces, but no tensile and shear forces.
  • the shooter 1 can, as already mentioned, be designed arbitrarily. In particular, both training as air contactors and training as vacuum contactors is possible. A combination of an air contactor with a vacuum contactor is also possible.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Steering Controls (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schützanordnung mit zwei Schützen und einem Sperrelement,
    • wobei die Schütze Führungen für Kontaktträger aufweisen,
    • wobei das Sperrelement bei Betätigung eines der Schütze von der Führung des betätigten Schützes aus einer Zwischenstellung in eine Sperrposition ausgelenkt wird, in der ein Betätigen des unbetätigten Schützes gesperrt ist,
    • wobei bei einem Betätigungsversuch des unbetätigten Schützes die Führung des unbetätigten Schützes in einem Betätigungsbereich auf das Sperrelement einwirkt,
    • wobei die Führungen direkt auf das Sperrelement einwirken.
  • Derartige Schützanordnungen sind z. B. aus der DE 195 48 480 C1 oder der DE 24 40 361 A1 bekannt.
  • Aus der EP 0 313 954 A1 ist eine Schützanordnung mit zwei Schützen und einem Sperrelement bekannt, bei der die Schütze Führungen für Kontaktträger aufweisen, das Sperrelement bei Betätigung eines der Schütze von der Führung des betätigten Schützes aus einer Zwischenstellung in eine Sperrposition ausgelenkt wird, in der ein Betätigen des unbetätigten Schützes gesperrt ist, und bei einem Betätigungsversuch des unbetätigten Schützes die Führung des unbetätigten Schützes auf das Sperrelement in einem Betätigungsbereich einwirkt. Die Führungen wirken dabei über Zapfen auf das Sperrelement ein.
  • Elektrische Lasten werden oftmals auf verschiedene Arten an ein Versorgungsnetz angeschlossen. Beispiel für derartige Anschlußarten sind der wahlweise Anschluß einer Last in Stern- oder Dreieckschaltung an ein Drehstromnetz oder eine Wendeschaltung, bei der entweder eine Gleichspannung umgepolt wird oder ein Drehstromnetz einmal linksdrehend und einmal rechtsdrehend an eine Last angeschlossen wird.
  • Der Anschluß der elektrischen Last an das Versorgungsnetz erfolgt in der Regel über Schütze. Würden beide Schütze gleichzeitig betätigt, hätte dies einen Phasenkurzschluß zur Folge. Ein derartiges gleichzeitiges Betätigen beider Schütze muss daher verhindert werden. Dies wird im Stand der Technik mit den erwähnten Schützanordnungen erreicht.
  • Bei wiederholten Betätigungsversuchen des unbetätigten Schützes treten in den Sperrelementen des eingangs genannten Standes der Technik im Laufe der Zeit Ermüdungserscheinungen auf. Schließlich brechen sie, so dass sie ihre Funktion nicht mehr erfüllen können.
  • Bei der Schützanordnung gemäß der EP 0 313 954 A1 erfolgt die Ankopplung des Sperrelements an die Bewegung der Kontaktträger über Zapfen, die seitlich in die Führung der Kontaktträger eingeführt werden. Die Bewegung der Kontaktträger wird somit über die Zapfen auf das Sperrelement übertragen. Befindet sich das Sperrelement in Sperrstellung, so wird die Bewegung des Kontaktträgers über den Zapfen gesperrt. Das Betätigen des unbetätigten Schützes wird somit ebenfalls gesperrt. In der Praxis hat sich herausgestellt, dass aufgrund der hohen auftretenden Kräfte die Zapfen abbrechen. Bei dieser Schützanordnung stellen also die Zapfen die Schwachstelle dar.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Schützanordnung zu schaffen, bei der die Führungen direkt auf das Sperrelement einwirken und dennoch im Sperrelement keine Ermüdungserscheinungen auftreten.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass aufgrund des Betätigungsversuchs im Sperrelement im wesentlichen nur Druckkräfte auftreten.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass das Ermüden der Sperrelemente bzw. der Zapfen auf Zug- und/oder Biegebeanspruchungen zurückzuführen ist. Bei im wesentlichen reiner Druckbeanspruchung hingegen tritt praktisch keine Materialermüdung auf.
  • Die Realisierung einer im wesentlichen reinen Druckbeanspruchung ist besonders einfach, da das Sperrelement bei dem Betätigungsversuch unterhalb des Betätigungsbereichs an mindestens einen Anschlag angedrückt wird, so dass das Sperrelement sich bei dem Betätigungsversuch an dem mindestens einen Anschlag abstützt.
  • Wenn bei dem Betätigungsversuch auch in der Führung des unbetätigten Schützes im wesentlichen nur Druckkräfte auftreten, tritt auch in der Führung des unbetätigten Schützes praktisch keine Materialermüdung auf.
  • Die Schützanordnung ist konstruktiv besonders einfach, wenn die Schütze mit Seitenflächen einander zugewandt sind, das Sperrelement in einer Sperrelementaufnahme angeordnet ist und die Sperrelementaufnahme zwischen den Schützen angeordnet ist.
  • Ein Auftreten von im wesentlichen nur Druckkräften in der Führung des unbetätigten Schützes ist konstruktiv besonders einfach zu realisieren, wenn das Sperrelement in einer Schwenkebene verschwenkbar ist, die senkrecht zu den Seitenflächen verläuft.
  • Der mechanische Aufbau wird noch einfacher, wenn die Führungen in einer Betätigungsrichtung auf das Sperrelement einwirken und die Betätigungsrichtung parallel zu den Seitenflächen verläuft.
  • Wenn die Sperrelementaufnahme zumindest teilweise in den Schützen versenkt angeordnet ist, benötigt die Schützanordnung einen geringen Platzbedarf. Der Platzbedarf ist minimal, wenn die Seitenflächen aneinander angrenzen.
  • Wenn die Schütze je eine Frontseite und eine der Frontseite gegenüberliegende Rückseite aufweisen und die Rückseiten und die Sperrelementaufnahme bündig miteinander abschließen, ergibt sich zwangsweise eine definierte Positionierung des Sperrelements. Justierungen sind nicht mehr erforderlich.
  • Wenn das Sperrelement als Wendeherz ausgebildet ist, arbeitet das Sperrelement besonders zuverlässig.
  • Prinzipiell können die Schütze beliebig ausgebildet sein. Im Regelfall aber sind über die Kontaktträger jeweils mindestens drei Lastkontakte betätigbar.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung
    • FIG 1
    eine Schützanordnung,
    FIG 2
    ein Detail von FIG 1 im Schnitt und
    FIG 3
    ein Sperrelement in einer Sperrelementaufnahme im Schnitt.
  • FIG 1 zeigt zwei Schütze 1. Eines der Schütze 1 ist dabei detailliert dargestellt, das andere Schütz 1 nur schematisch angedeutet. Die Schütze 1 sind mit Seitenflächen 2 einander zugewandt. Zwischen den Schützen ist eine Sperrelementaufnahme 3 angeordnet.
  • Es ist möglich, die Schütze 1 voneinander beabstandet anzuordnen. Bevorzugt aber grenzen die Seitenflächen 2 aneinander an. Insbesondere in diesem Fall ist die Sperrelementaufnahme 3 vollständig oder teilweise in den Schützen 1 versenkt angeordnet.
  • Die Schütze 1 weisen je eine Frontseite 4 und eine der Frontseite 4 gegenüberliegende Rückseite 5 auf. Die Rückseiten 5 und die Sperrelementaufnahme 3 schliessen bündig miteinander ab.
  • Die Sperrelementaufnahme 3 weist eine lichte Aufnahmenbreite B auf. In der Sperrelementaufnahme 3 ist ein Sperrelement 6 angeordnet. Es weist eine Sperrelementbreite b auf, die geringfügig kleiner als die lichte Aufnahmenbreite B ist.
  • Wie aus den FIG 2 und 3 ersichtlich ist, ist das Sperrelement in der Sperrelementaufnahme 3 in einer Schwenkebene 7 verschwenkbar gehalten. Die Aufnahmenbreite B erstreckt sich senkrecht zu dieser Schwenkebene 7. Die Seitenflächen 2 und die Schwenkebene 7 stehen senkrecht aufeinander.
  • Die Schütze 1 weisen Führungen 8 für Kontaktträger auf. Mittels der Kontaktträger ist jeweils mindestens ein Lastkontakt betätigbar. Vorzugsweise sind über die Kontaktträger sogar jeweils mindestens drei Lastkontakte betätigbar. Dadurch ist ein Drehstromnetz an eine Last anschaltbar.
  • Das Sperrelement 6 ist gemäß den FIG 2 und 3 als sogenanntes Wendeherz 6 ausgebildet. Es weist eine Herzspitze 9 und Betätigungsbereiche 10 auf. Wenn beide Schütze 1 unbetätigt sind, wird das Wendeherz 6 von einer Rückstellfeder 11 in einer Zwischenstellung gehalten, die in FIG 2 und 3 dargestellt ist. Beispielhaft sei nachfolgend angenommen, dass nunmehr zuerst das linke der beiden Schütze 1 betätigt wird und sodann versucht wird, auch das rechte der beiden Schütze 1 zu betätigen.
  • Durch das Betätigen des linken Schützes 1 wird dessen Führung 8 in einer Betätigungsrichtung x verschoben. Die Betätigungsrichtung x verläuft parallel zu den Seitenflächen 2 und parallel zur Schwenkebene 7. Durch das Betätigen der linken Führung 8 wird die Herzspitze 9 des Sperrelements 6 in eine Aufnahmekammer 12 ausgelenkt, welche im wesentlichen unterhalb der Führung 8 des rechten Schützes 1 angeordnet ist. In dieser Lage befindet sich das Sperrelement 6 in einer Sperrposition, in der ein Betätigen des rechten Schützes 1 gesperrt ist. Die Führung 8 wirkt dabei in dem Betätigungsbereich 10, der innerhalb der Sperrelementbreite b und damit insbesondere auch der Aufnahmenbreite B liegt, direkt auf das Sperrelement 6 ein.
  • Wenn nun versucht wird, auch das rechte Schütz 1 zu betätigen, wird dessen Führung 8 ebenfalls in der Betätigungsrichtung x ausgelenkt. Die Führung 8 des rechten Schützes 1 wirkt dabei in dem korrespondierenden Betätigungsbereich 10, der ebenfalls innerhalb der Sperrelementbreite b und damit auch der Aufnahmenbreite B liegt, direkt auf das Sperrelement 6 ein. Dadurch wird das Sperrelement 6 im Bereich der Aufnahmekammer 12 sowie in einem Mittelbereich 13 gegen die Sperrelementaufnahme 3 gedrückt. Es stützt sich also im Bereich der Aufnahmekammer 12 und des Mittelbereichs 13 an der Sperrelementaufnahme 3 ab. Dadurch wird ein weiteres Verschieben der rechten Führung 8 und damit ein Betätigen des rechten Schützes 1 gesperrt. Die Unterseite der Aufnahmekammer 12 und der Mittelbereich 13 stellen also unterhalb des Betätigungsbereichs 10 angeordnete Anschläge 12, 13 dar.
  • Die Führung 8 des rechten Schützes 1 übt bei dem Betätigungsversuch auf das Sperrelement 6 in der Betätigungsrichtung x eine Betätigungskraft F aus. Aufgrund der Einwirkung innerhalb der Aufnahmenbreite B wird die Betätigungskraft F aber direkt, das heißt insbesondere ohne Umlenkung und damit ohne das Auftreten von Scherkräften, auf die Sperrelementaufnahme 3 übertragen. Es treten also - und zwar sowohl in den Führungen 8 als auch im Sperrelement 6 - im wesentlichen nur Druckkräfte, aber keine Zug- und Scherkräfte auf.
  • Die Schütze 1 können, wie bereits erwähnt, beliebig ausgestaltet sein. Insbesondere ist sowohl eine Ausbildung als Luftschütze als auch eine Ausbildung als Vakuumschütze möglich. Auch eine Kombination eines Luftschützes mit einem Vakuumschütz ist möglich.

Claims (10)

  1. Schützanordnung mit zwei Schützen (1) und einem Sperrelement (6),
    - wobei die Schütze (1) Führungen (8) für Kontaktträger aufweisen,
    - wobei das Sperrelement (6) bei Betätigung eines der Schütze (1) von der Führung (8) des betätigten Schützes (1) aus einer Zwischenstellung in eine Sperrposition ausgelenkt wird, in der ein Betätigen des unbetätigten Schützes (1) gesperrt ist,
    - wobei bei einem Betätigungsversuch des unbetätigten Schützes (1) die Führung (8) des unbetätigten Schützes (1) in einem Betätigungsbereich (10) auf das Sperrelement (6) einwirkt,
    - wobei die Führungen (8) direkt auf das Sperrelement (6) einwirken,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (6) bei dem Betätigungsversuch unterhalb des Betätigungsbereichs (10) an mindestens einen Anschlag (12, 13) angedrückt wird, so dass das Sperrelement (6) sich bei dem Betätigungsversuch an dem mindestens einen Anschlag (12, 13) abstützt so dass aufgrund des Betätigungsversuchs im Sperrelement (6) im wesentlichen nur Druckkräfte auftreten.
  2. Schützanordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Betätigungsversuch auch in der Führung (8) des unbetätigten Schützes (1) im wesentlichen nur Druckkräfte auftreten.
  3. Schützanordnung nach Anspruch 1 oder 2
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schütze (1) mit Seitenflächen (2) einander zugewandt sind, dass das Sperrelement (6) in einer Sperrelementaufnahme (3) angeordnet ist und dass die Sperrelementaufnahme (3) zwischen den Schützen (1) angeordnet ist.
  4. Schützanordnung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (6) in einer Schwenkebene (7) verschwenkbar ist, die senkrecht zu den Seitenflächen (2) verläuft.
  5. Schützanordnung nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Führungen (8) in einer Betätigungsrichtung (x) auf das Sperrelement (6) einwirken und dass die Betätigungsrichtung (x) parallel zu den Seitenflächen (2) verläuft.
  6. Schützanordnung nach Anspruch 3, 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrelementaufnahme (3) zumindest teilweise in den Schützen (1) versenkt angeordnet ist.
  7. Schützanordnung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (2) aneinander angrenzen.
  8. Schützanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schütze (1) je eine Frontseite (4) und eine der Frontseite (4) gegenüberliegende Rückseite (5) aufweisen und daß die Rückseiten (5) und die Sperrelementaufnahme (3) bündig miteinander abschließen.
  9. Schützanordnung nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (6) als Wendeherz (6) ausgebildet ist.
  10. Schützanordnung nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass über die Kontaktträger jeweils mindestens drei Lastkontakte betätigbar sind.
EP00971256A 1999-09-27 2000-09-21 Schützanordnung Expired - Lifetime EP1252639B1 (de)

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DE19946207 1999-09-27
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EP (1) EP1252639B1 (de)
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