EP1964139B1

EP1964139B1 - Befehlsgerät mit schaltelementüberwachung

Info

Publication number: EP1964139B1
Application number: EP06807771A
Authority: EP
Inventors: Josef Scherl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-12-20
Filing date: 2006-11-08
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2026-11-08
Also published as: US20090084663A1; DE502006003849D1; US7943872B2; EP1801830A1; CN101346790B; EP1964139A1; WO2007071495A1; CN101346790A; ATE432528T1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Installationseinheit zur Kontaktierung von elektrischen Verbrauchern, wobei die, Installationseinheit mindestens zwei Kontaktelemente aufweist.
Eine derartige Installationseinheit kommt bei Maschinen oder elektrischen Anlagen zum Einsatz, die über Befehlsgeräte, wie zum Beispiel Drucktaster, Wahlschalter usw., die auf die Steuerung einwirken, bedient werden. Diese Befehlsgeräte werden in Schalttafeln, Bedientableaus, Schaltschranktüren oder Gehäusedeckeln montiert. Befehlsgeräte sind in der Regel modular aufgebaut; das heißt sie bestehen aus einem Betätiger, einem Befestigungsteil (zum Beispiel Ringmutter oder Montagehalter) und einem oder mehreren Schaltelementen, die als Öffner- oder Schließerschaltglieder ausgeführt sind. Zur Montage wird der Betätiger in der Regel von vorne durch ein Loch in der Schalttafel gesteckt und von hinten mittels eines Befestigungsteils montiert. Die Schaltelemente werden mit Schrauben, Schnapphaken oder Riegel mechanisch mit dem Betätiger oder dem Befestigungsteil verbunden. Die elektrische Verbindung der Schaltelemente mit der Steuerung erfolgt über die Anschlussklemmen.
Bei Sicherheitsanwendungen, wie zum Beispiel NOT-AUS-Befehlsgeräten, ist es Vorschrift, dass das Signal durch das Öffnen von zwangsöffnenden Kontakten erzeugt wird. Das heißt, dass bei einem unbetätigten NOT-AUS-Befehlsgerät die Kontakte und damit der zugehörige Stromkreis geschlossen sind. Im Störungs- oder Notfall wird durch Schlagen auf den NOT-AUS-Betätiger, der sich vor der Schalttafel befindet, der Öffnerkontakt unterbrochen und die Anlage oder Maschine in einen sicheren Zustand versetzt. Dies funktioniert jedoch nur, wenn die räumliche Zuordnung zwischen Betätiger und Schaltelement sichergestellt ist. Durch mangelhafte Montage oder durch Gewalteinwirkung kann es vorkommen, dass die Schaltelemente mechanisch vom Betätiger getrennt werden. In diesem Fall ist das NOT-AUS-Befehlsgerät nicht mehr funktionsfähig, das heißt bei einer Betätigung im Notfall werden die Kontakte nicht geöffnet, und damit erfolgt auch keine Beseitigung des Gefahrenzustandes. Dies kann zu fatalen Schäden für Mensch und Maschine führen.
Da bei einer räumlichen Trennung des Schaltelements vom Betätiger die Öffnerkontakte weiterhin geschlossen sind, kann dieser Fehler steuerungsmäßig nicht erkannt werden. Auch für die Bedienpersonen ist dieser Fehler nicht erkennbar, da die Schaltelemente, die sich hinter der Schalttafel oder einem Gehäuse befinden, normälerweise nicht einsehbar sind. In bestimmten Anwendungsfällen sind die Schaltelemente nicht mechanisch fest mit dem Betätiger verbunden. Dies ist der Fall, wenn in einem Gehäuse die Schaltelemente einschließlich Verdrahtung im Boden (zum Beispiel auf einer Hutschiene) montiert sind und der Betätiger im Deckel befestigt ist. Dabei ist die erforderliche räumliche Zuordnung zwischen Betätiger und Schaltelementen davon abhängig, dass der Deckel ordnungsgemäß verschlossen ist. Wird bei einem betätigten NOT-AUS-Gerät der Deckel eines Gehäuses oder die Schaltschranktür geöffnet, so schließen die beim Betätigen geöffneten Kontakte, und der NOT-AUS-Befehl wird außer Kraft gesetzt, was schlimme Folgen haben kann.
Aus DE 41 01 493 und US 6 198 058 sind Schaltelemente bekannt, die die oben beschriebenen Fehler zu verhindern oder zumindest zu erkennen versuchen. Diese Schaltelemente beinhalten einen Öffner- und einen Schließerkontakt. Im unbetätigten Zustand ist der Öffnerkontakt geschlossen und der Schließerkontakt offen. Der Schaltelementschieber ist dabei so ausgebildet, dass bei einer ordnungsgemäßen Befestigung der Schaltelemente beim Betätiger der Schieber so weit betätigt wird, dass der Schließerkontakt geschlossen wird, jedoch nicht soweit, dass der Öffnerkontakt geöffnet wird. Bei einer Reihenschaltung von Öffner- und Schließerschaltglied und einer ordnungsgemäßen räumlichen Zuordnung von Schaltelement und unbetätigtem Betätiger ist der Stromkreis somit geschlossen. Beim Betätigen des NOT-AUS-Geräts wird der Öffner geöffnet und der Stromkreis trotz weiterhin geschlossenem Schließerkontakt unterbrochen. Löst sich das Schaltelement in Folge mangelhafter Montage oder Gewalteinwirkung, so bewegt sich der teilweise vorgespannte Schaltelementschieber durch Federkraft in seine Ausgangslage und der Stromkreis wird durch Öffnen des Schließerkontakts unterbrochen. Da das Öffnen des Schließerkontakts durch eine Feder erfolgt, ist eine Zwangsöffnung im Sinne der Vorschrift nicht gegeben (siehe EN 60947-5-1).
Eine unter JP 2003 272468 patentierte Lösung ist auf einen speziellen Befestigungsmechanismus abgestimmt. Die Schaltelemente, die auf einem Träger befestigt sind, werden mittels eines Drehriegels am Betätiger befestigt. Dieser Drehriegel ist dabei so ausgeführt, dass er in jeder anderen Stellung als der Verriegelungsstellung den Öffnerkontakt öffnet. Wird der Drehriegel in die Verriegelungsstellung gebracht, ohne dass sich die Schaltelemente am Betätiger befinden, oder bei Gewalteinwirkung, bleibt der Öffnerkontakt geschlossen, obwohl die räumliche Zuordnung von Schaltelement und Betätiger nicht gegeben ist. Es ist also nicht sichergestellt, das sich bei einem geschlossenen NOT-AUS-Stromkreis das betreffende Schaltelement tatsächlich betriebsbereit am Betätiger befindet. Ein Vorteil gegenüber den beiden erstgenannten Lösungen ist dabei, dass bei Betätigung des Drehriegels von der verriegelten in die entriegelte Stellung die Öffnerkontakte zwangsläufig geöffnet werden.
Bei einer unter JP 2003 303527 patentierten Lösung wird der Schaltelementschieber, der das bewegliche Schaltstück trägt, formschlüssig mit dem Stößel des Betätigers verbunden. Fehlt diese Verbindung, wird der Öffnerkontakt durch eine Feder, die auf dem Schaltelementschieber in Betätigungsrichtung einwirkt, geöffnet. Zwangsöffnung ist wegen des Öffnens der Kontakte durch Federkraft nicht gegeben. Die gleiche Funktionsweise wird bei einer unter WO 2004/023501 patentierten Lösung angewandt. Die Besonderheit ist die Verbindung von Schaltelementschieber und BetätigerStößel durch einen Bajonettverschluss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Befehlsgerät anzugeben, das bei einer nicht ordnungsgemäßen räumlichen Zuordnung zwischen Betätiger und Schaltelement den Stromkreis zwangsläufig unterbricht.
Diese Aufgabe wird bei einer elektrischen Installationseinheit der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Installationseinheit Mittel aufweist, die zur Unterbrechung einer zu den Kontaktelementen führenden leitenden Verbindung bei Demontage der Installationseinheit vorgesehen sind.
Ist die korrekte räumliche Zuordnung nicht oder nicht mehr gegeben (zum Beispiel wegen mangelhafter Montage, Gewalteinwirkung oder einem nicht ordnungsgemäß verschlossenen Gerätedeckel), so ist auch die elektrische Verbindung nicht bzw. nicht mehr vorhanden und der Stromkreis somit unterbrochen. Im Gegensatz zu der Lösung mit dem in Reihe geschalteten Schließerkontakt (siehe DE 41 01 493 und US 6 198 058 ) erfolgt bei der erfindungsgemäßen Lösung die Unterbrechung des Stromkreises bei Entfernung des Schaltelements vom Betätiger zwangsläufig, das heißt die Unterbrechung des Stromkreises ist nicht abhängig von einer Federkraft, die infolge Federbruch, verschweißter Kontakte oder erhöhter Reibung versagen kann. Außerdem entfällt der bei den vorhandenen Lösungen notwendige Schließerkontakt. Dadurch ist die erfindungsgemäße Lösung einfacher, Platz sparender und auch wirtschaftlicher herstellbar.
In einer vorteilhaften Form der Ausführung weist die Installationseinheit eine Kontaktvorrichtung zur Unterbrechung der leitenden Verbindung auf. Diese Kontaktvorrichtung ist zusätzlich zu den Mitteln zur Unterbrechung bei Demontage der Installationseinheit vorhanden. Durch diese Kontaktvorrichtung kann die Installationseinheit zum Beispiel als Ausschalter oder Drucktaster verwendet werden.
Vorteilhafterweise weist die Kontaktvorrichtung dabei unter der Wirkung eines Federmechanismus eine entspannte und eine gespannte Stellung auf. Hierdurch kann ein als Druckschalter oder Tastschalter ausgebildeter Schaltmechanismus auf einfache Weise realisiert werden.
Vorteilhafterweise ist dabei als Federmechanismus zur Spannung der Kontaktvorrichtung eine Rückdruckfeder vorgesehen. Hierdurch kann der Federmechanismus durch einfache Standardbauteile realisiert werden.
Vorteilhafterweise ist die Kontaktvorrichtung in der entspannten Stellung zum Schließen und in der gespannten Stellung zum Unterbrechen der leitenden Verbindung vorgesehen. Hierdurch ist bei nichtbetätigter Kontaktvorrichtung der Stromkreis geschlossen, wodurch sich die Installationseinheit insbesondere als Befehlsgerät zum Unterbrechen eines Stromkreises eignet.
Vorteilhafterweise ist zur Einwirkung auf die Kontaktvorrichtung ein Stößel, der eine Ruhe- und eine Betätigungsstellung aufweist, vorgesehen, wobei die Kontaktvorrichtung durch Bewegung des Stößels in seine Ruhestellung in die entspannte Stellung und durch Bewegung des Stößels in seine Betätigungsstellung in die gespannte Stellung überführbar ist. Durch die Übertragung der zur Betätigung benötigten Kraft mittels des Stößels ist eine einfache Anbringung eines Betätigungselements mit Standardbauteilen leicht realisierbar.
Vorteilhafterweise weist also die Installationseinheit zur Einwirkung auf den Stößel einen Betätiger mit einem zur Führung des Stößels vorgesehenen Bereich sowie ein dem Betätiger räumlich fest zuordbares und zur Aufnahme der Kontaktvorrichtung vorgesehenes Schaltelement auf. Dabei sorgen die Mittel zur Unterbrechung dafür, dass bei einer nicht korrekten räumlichen Zuordnung zwischen Betätiger und Kontaktvorrichtung der Stromkreis unterbrochen ist. Diese separate Ausführung von Betätiger- und Kontaktvorrichtung erleichtert zum Beispiel die Montage des Befehlsgerätes an einer Schalttafel.
Dabei ist vorteilhafterweise zur Montage der Installationseinheit an einer Fläche ein Befestigungselement vorgesehen, mittels dem.der durch eine Ausnehmung in der Fläche von der dem Befestigungselement entgegen gesetzten Seite hindurch steckbare Betätiger fixierbar ist. Somit ist ein sicherer Halt des Befehlsgeräts gewährleistet.
Vorteilhafterweise ist das Schaltelement durch Anschrauben der Aufschnappen indirekt über das Befestigungselement oder direkt mit dem Betätiger verbindbar. Auf diese Weise kann die Installationseinheit sicher und einfach montiert werden.
In einer besonders vorteilhaften Form der Ausführung weisen die Mittel zur Unterbrechung der leitenden Verbindung ein Kontaktierungselement, das einem abnehmbaren Teil der Installationseinheit zugeordnet ist, und zwei Verbindungselemente zur Kontaktierung mit dem Kontaktierungselement auf. Durch die Zuordnung des Kontaktierungselements zum abnehmbaren Teil der Installationseinheit ist auf einfache Weise sichergestellt, dass die leitende Verbindung bei Demontage der Installationseinheit unterbrochen ist.
Vorteilhafterweise ist dabei als Kontaktierungselement ein leitfähiger Kontaktstift vorgesehen, der im ordnungsgemäß montierten Zustand der Installationseinheit zwischen den beiden Verbindungselementen angeordnet ist.
Vorteilhafterweise weist der Kontaktstift und/oder die beiden Verbindungselemente eine Federeigenschaft auf und der Abstand zwischen den Verbindungselementen ist kleiner als der Durchmesser bzw. die Breite des Kontaktstiftes. Durch Ausnützung der Federeigenschaft der beiden Verbindungselemente bzw. des Kontaktstiftes, der im ungestörten Betrieb die Verbindung zwischen den beiden Teilen herstellt, wird eine sichere und dauerhafte elektrische Verbindung gewährleistet. Dabei kann die Federeigenschaft im Kontaktstift zum Beispiel durch einen Längsschlitz realisiert werden. Vorteilhafterweise ist ein Isoliermaterial derart zur Einbettung des Kontaktstiftes vorgesehen, dass bei Kontaktierung des Kontaktstiftes mit den Verbindungselementen kein leitfähiges Teil mehr berührbar ist'. So sind Einschränkungen bezüglich zulässiger Betriebsspannung oder Betriebsstrom nicht erforderlich.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Installationseinheit, die mit separatem Betätiger und Kontaktvorrichtung ausgeführt ist, sind als Mittel zur Unterbrechung der leitenden Verbindung zwei Verbindungselemente im Schaltelement sowie ein am Betätiger befestigter leitfähiger Kontaktstift vorgesehen, mittels denen bei einer korrekten räumlichen Zuordnung zwischen Betätiger und Schaltelement eine leitende Verbindung zwischen den Verbindungselementen über den Kontaktstift herstellbar ist, der durch eine Ausnehmung in einem Gehäuse des Schaltelements hindurch steckbar ist. Durch das Vorhandensein des mit dem Betätiger untrennbar verbundenen Kontaktstifts wird automatisch sichergestellt, dass bei Betätigern, bei denen die Verwendung von Schaltelementen mit Abwesenheitssicherung vorgesehen ist, keine normalen Schaltelemente ohne Abwesenheitssicherung montierbar sind.
Vorteilhafterweise weisen auch hierbei der Kontaktstift und/oder die beiden Verbindungselemente eine Federeigenschaft auf, wobei der Abstand zwischen den Verbindungselementen kleiner ist als der Durchmesser bzw. die Breite des Kontaktstiftes.
Vorteilhafterweise ist hierbei ebenfalls ein Isoliermaterial derart zur Einbettung des Kontaktstiftes vorgesehen, dass bei Kontaktierung des Kontaktstiftes mit den Verbindungselementen kein leitfähiges Teil mehr berührbar ist.
Weiterhin ist vorteilhafterweise die Länge des Kontaktstiftes derart dimensioniert, das beim Lösen des Schaltelements vom Betätiger die leitende Verbindung zwischen den Verbindungselementen unterbrechbar ist, bevor über den Betätiger keine Wirkung mehr auf den Stößel ausübbar ist. Somit ist sichergestellt, dass die leitende verbindung bereits unterbrochen ist, bevor der Betätiger seine Funktion nicht mehr erfüllen kann.
Vorteilhafterweise ist die Ausnehmung im Gehäuse des Schaltelements, durch die der Kontaktstift hindurch steckbar ist, trichterförmig ausgeführt. Hierdurch wird das Zusammenfügen von Schaltelement und Betätiger erleichtert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist als Kontaktierungselement anstelle des Kontaktstiftes ein elektrischer Leiter vorgesehen. Dieser Leiter kann zum Beispiel ein Draht oder eine Litze sein.
Dabei weist der elektrische Leiter vorteilhafterweise eine elektrische Isolierung auf. Hierdurch ergeben sich wiederum keine Einschränkungen bezüglich des Betriebsstroms und der Betriebsspannung gegenüber normalen Schaltelementen.
Vorteilhafterweise ist der elektrische Leiter mit einem Ende an einem Verbindungselement fest verbunden und mit dem anderen Ende am anderen Verbindungselement über eine Steckverbindung verbindbar. Hierdurch kann die Unterbrechung des Stromkreises durch Lösen der Verbindung zwischen elektrischen Leiter und Verbindungselement zerstörungsfrei realisiert werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Installationseinheit, die mit separatem Betätiger und'Schaltelement ausgeführt ist, sind als Mittel zur Unterbrechung der leitenden Verbindung zwei Verbindungselemente im Schaltelement sowie ein durch zwei Ausnehmungen in einem Gehäuse des Schaltelements führbarer elektrischer Leiter vorgesehen, wobei der elektrische Leiter an einem Ende mit einem Verbindungselement fest verbunden und nach einer korrekten räumlichen Zuordnung zwischen Schaltelement und Betätiger durch eine an einem Gehäuse des Betätigers dafür vorgesehene Ausnehmung führbar und am zweiten Ende mit dem zweiten Verbindungselement verbindbar ist.
Vorteilhafterweise weist auch hierbei der elektrische Leiter eine elektrische Isolierung auf.
Vorteilhafterweise ist die Länge des elektrischen Leiters derart dimensioniert, dass beim Lösen des Schaltelements vom Betätiger die leitende Verbindung zwischen den beiden Verbindungselementen unterbrechbar ist, bevor über den Betätiger keine Wirkung mehr auf den Stößel ausübbar ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass eine räumliche Trennung von Betätiger und Schaltelement auch eine elektrische Unterbrechung der leitenden Verbindung nach sich zieht.
Wiederum kann vorteilhafterweise zur Verbindung des zweiten Endes des elektrischen Leiters am zweiten Verbindungselement eine Steckverbindung vorgesehen sein.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Installationseinheit ist der Befestigungsmechanismus zwischen Schaltelement und Betätiger bei blockiertem Stößel und Überschreiten einer bestimmten Betätigungskraft zur Abtrennung des Schaltelements vom Betätiger vorgesehen. Kontakte können in Folge eines Kurzschlusses verschweißen. Ist diese Verschweißung so massiv, dass zum Beispiel bei Betätigung eines NOT-AUS-Befehlsgeräts die Kontakte nicht aufgebrochen werden, ist die sicherheitsrelevante Funktion des Geräts, das heißt das Öffnen der Kontakte, nicht mehr gegeben. Beim erfindungsgemäßen Schaltelement kann der Befestigungsmechanismus (zum Beispiel Schnapphaken) zwischen Schaltelement und Betätiger so gestaltet werden, dass beim Überschreiten einer bestimmten Schweißkraft sich das Schaltelement durch Übertragung der Betätigungskraft über den blockierten Schieber vom Betätiger löst (zum Beispiel durch eine Sollbruchstelle) und dadurch trotz verschweißter Kontakte der Stromkreis durch Trennung des Kontaktstiftes vom Schaltelement zwangsläufig unterbrochen wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine Steuerung zur Messung der Potentialdifferenz zwischen den Kontaktstiften und mindestens einem der beiden Kontaktelemente der Installationseinheit vorgesehen. Bei einem ordnungsgemäß montierten Schaltelement und einem durch die Kontaktvorrichtung geschlossenen Stromkreis liegen der Kontaktstift und beide Kontaktelemente der Installationseinheit spannungsmäßig auf dem gleichen Potential. Bei geöffneter Kontaktvorrichtung hat das auf der gleichen Seite wie der Kontaktstift liegende Kontaktelement und der Kontaktstift das gleiche Potential, aber ein anderes Potential als das auf der gegenüberliegenden Seite der Kontaktvorrichtung liegende Kontaktelement. Damit kann zum Beispiel bei einer NOT-AUS-Kette (eine Reihenschaltung von mehreren NOT-AUS-Befehlsgeräten in einer Anlage) steuerungsmäßig festgestellt und ausgewertet werden, welcher von mehreren NOT-AUS-Geräten betätigt worden ist. Unterscheidet sich das Potential des Kontaktstiftes von dem Potential des Kontaktelementes, das auf der gleichen Seite der Kontaktvorrichtung wie der Kontaktstift liegt, kann daraus geschlossen werden, dass die ordnungsgemäße-räumliche Zuordnung von Schaltelement und Betätiger nicht oder nicht mehr vorhanden ist. Das vom Betriebszustand abhängige Spannungspotential des Kontaktstiftes zu den Kontaktelementen des Schaltelements kann somit auch zu Anzeige- und Meldezwecken genutzt werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Installationseinheit ist eine Steuerung zur Messung der Potentialdifferenz zwischen beiden Seiten der Kontaktvorrichtung vorgesehen. Somit ist auf einfache Weise feststellbar, ob die Kontaktvorrichtung geöffnet oder geschlossen ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Installationseinheit ist eine Steuerung zur Messung der Potentialdifferenz zwischen beiden Seiten der Mittel zur Unterbrechung der leitenden Verbindung vorgesehen. Hierbei kann auf einfache Weise festgestellt werden, ob eine korrekte räumliche Zuordnung vom Betätiger zum Schaltelement vorhanden ist.
Vorteilhafterweise ist die Installationseinheit zur Verwendung als NOT-AUS-Befehlsgerät vorgesehen. Löst sich das Schaltelement vom betätigten NOT-AUS-Betätiger, zum Beispiel durch Öffnen eines Gehäuses, in dem die Schaltelemente im Boden und der Betätiger im Deckel angeordnet sind, so wird bei den bekannten Lösungen der NOT-AUS-Stromkreis durch Schließen des Öffnerkontakts kurzzeitig geschlossen, bevor der Stromkreis durch Öffnen des Schließerstromkreises erneut unterbrochen wird. Dieses kurzzeitige Schließen des NOT-AUS-Stromkreises kann unter Umständen zu gefährlichen Betriebszuständen führen. Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist dies nicht der Fall.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

FIG 1: eine als NOT-AUS-Betätiger ausgeführte erfindungsgemäße Insta.llationseinheit im nicht betätigten Zustand, wobei als Mittel zur Unterbrechung der leitenden Verbindung ein Kontaktstift vorgesehen ist,
FIG 2: der NOT-AUS-Betätiger aus FIG 1 im betätigten Zustand,
FIG 3: der NOT-AUS-Betätiger aus FIG 1, wobei der Betätiger vom Schaltelement getrennt ist,
FIG 4: das Schaltelement des NOT-AUS-Betätigers aus FIG 1 mit einer Steuerung zur Messung der Potentialdifferenz zwischen Kontaktstift und den Kontaktelementen der Installationseinheit,
FIG 5: der NOT-AUS-Betätiger aus FIG 1, wobei für die Mittel zur Unterbrechung der leitenden Verbindung anstelle des Kontaktstiftes, wie in den Figuren 1 bis 4 zu sehen, ein Draht- bzw. eine Litze vorgesehen ist.

FIG 1 zeigt eine erfindungsgemäße elektrische Installationseinheit in Form eines NOT-AUS-Befehlsgerätes. Das Befehlsgerät ist modular aufgebaut und besteht aus einem Schaltelement 4 und einem Betätiger 6, wobei zum Betätiger 6 das eigentliche Bedienelement 1 gehört, mittels dem ein Benutzer das NOT-AUS-Befehlsgerät bedient. Das NOT-AUS-Befehlsgerät ist an einer Schalttafel 2 montiert. Hierzu wurde der Betätiger 6 durch ein Loch in der Schalttafel 2 hindurchgeführt und mittels eines Befestigungselements 3 befestigt. Anschließend wurde das Schaltelement 4 mittels der Schaltelementbefestigung 5 durch Aufschnappen am Betätiger 6 montiert. Die Kontaktelemente der Installationseinheit sind als Anschlussklemmen 14, 15 ausgeführt. Als Mittel zur Unterbrechung der leitenden Verbindung zwischen den Anschlussklemmen 14 und 15 dient ein Kontaktstift 7 sowie als Verbindungselemente ein Festschaltstück 8 und ein Anschlussstück 9. Durch die gebogene Form des Festschaltstücks 8 sowie des Anschlussstücks 9 erhalten diese beiden Verbindungselemente eine federnde Eigenschaft, durch die eine sichere elektrische Verbindung zu dem Kontaktstift 7 herstellbar ist. Der Kontaktstift 7, der untrennbar mit dem Betätiger 6 verbunden ist, wird bei der Montage des Schaltelements 4 an den Betätiger 6 durch eine am Schaltelement 4 dafür vorgesehene Ausnehmung, die vorteilhafterweise trichterförmig ausgeführt ist, hindurchgeführt. Durch das Vorhandensein des mit dem Betätiger 6 untrennbar verbundenen Kontaktstiftes 7 wird automatisch sichergestellt, dass bei Betätigern 6, bei denen die Verwendung von Schaltelementen 4 mit Abwesenheitssicherung vorgesehen ist, keine normalen Schaltelemente ohne Abwesenheitssicherung montierbar sind. Beim Lösen des Betätigers 6 vom Schaltelement 4 verliert der Kontaktstift 7 den elektrischen Kontakt zu den Verbindungselementen 8, 9 und ist daher spannungsfrei, sobald er vom Schaltelement 4 getrennt ist. Dadurch gibt es auch keine Probleme mit Berührungsschutz. Das Schaltelement 4 weist ferner eine Kontaktvorrichtung 10 auf, die durch einen Schaltelementschieber 16 bedient wird. Bei Betätigung des Schaltelementschiebers 16 wird eine Rückdruckfeder 19 in einen gespannten Zustand überführt, aus dem sie bei Wegfall der Betätigungskraft auf dem Schaltelementschieber 16 diesen wieder in seine Ausgangslage zurückbewegt. Diese Bauweise ist..nicht nur für NOT-AUS-Befehlsgeräte geeignet, sondern ganz allgemein für Drucktaster jedweder Art.
FIG 2 zeigt das NOT-AUS-Befehlsgerät aus FIG 1 im betätigten Zustand. Zu erkennen ist, wie durch Betätigung des Bedienelements 1 die Betätigungskraft über einen Stößel 17, auf den Schaltelementschieber 16 wirkt, um die Kontaktvorrichtung 10 zu öffnen. Hierdurch wird, wie oben angesprochen, die Rückdruckfeder 19 in ihren gespannten Zustand überführt. Für eine Erläuterung der weiteren Bezugszeichen siehe unter Figur 1.
FIG 3 zeigt wiederum das NOT-AUS-Befehlsgerät der FIG 1, wobei das Schaltelement 4 vom Betätiger 6 gelöst ist. In diesem demontierten Zustand ist die Kontaktvorrichtung 10 durch die rücktreibende Kraft der Rückdruckfeder 19 geschlossen. Gut zu erkennen ist die trichterförmige Ausnehmung im Schaltelementgehäuse 12, durch die bei Montage des Schaltelements 4 mit dem Betätiger 6 der Schaltstift 7 hindurchgeführt wird. Am Kontaktstift 7 ist Isoliermaterial 11 angebracht, das dafür sorgt, dass kein leitfähiges Teil mehr berührbar ist, sobald der Kontaktstift 7 eine leitende Verbindung zu den Verbindungselementen 8, 9 hergestellt hat. Für eine Erläuterung der weiteren Bezugszeichen siehe unter FIG 1.
FIG 4 zeigt nur das Schaltelement 4, das über die Schaltelementbefestigung 5 am Betätiger 6 befestigt ist. Schematisch dargestellt ist eine weitere Anschlussklemme für den Kontaktstift 13, über die mittels einer Steuerung 18 das Potential des Kontaktstifts 7 gemessen wird. Bei einem ordnungsgemäß montierten Schaltelement 4 und einem durch die Kontaktvorrichtung 10 geschlossenen Stromkreis liegen die beiden Anschlussklemmen 14, 15 und der Kontaktstift 7 bzw. die Anschlussklemme für den Kontaktstift 13 spannungsmäßig auf dem gleichen Potential. Bei betätigtem NOT-AUS haben Anschlussklemme 15 und Kontaktstift 7 das gleiche Potential, aber ein anderes Potantial als die Anschlussklemme 14. Damit kann zum Beispiel bei einer NOT-AUS-Kette, also einer Reihenschaltung von mehreren NOT-AUS-Befehlsgeräten in einer Anlage, steuerungsmäßig festgestellt und ausgewertet werden, welcher von mehreren NOT-AUS-Geräten betätigt worden ist. Unterscheidet sich das Potential des Kontaktstiftes 7 von dem Potential der Anschlussklemme 15, kann daraus geschlossen werden, dass die ordnungsgemäße räumliche Zuordnung von Schaltelement 4 und Betätiger 6 nicht oder nicht mehr vorhanden ist. Das vom Betriebszustand abhängige Spannungspotential des Kontaktstiftes 7 zu den Anschlussklemmen der Installationseinheit 14, 15 kann somit auch zu Anzeige- und Meldezwecken genutzt werden. Für eine Erläuterung der weiteren Bezugszeichen siehe Figur 1.
FIG 5 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Installationseinheit, bei der als Mittel zur Unterbrechung der leitenden Verbindung anstelle des Kontaktstiftes 7, wie in den Figuren 1 bis 4 gezeigt, ein Draht bzw. eine Litze 21 verwendet wird. Dabei ist der Draht bzw. die Litze 21 mit einem Ende fest an einem Festschaltstück 20 befestigt, das eines der beiden Verbindungselemente darstellt, wobei an dem anderen Ende des Drahtes bzw. der Litze 21 eine Steckverbindung 24 montiert ist, die mit dem zweiten Verbindungselement, dem Anschlussstück 23, verbunden ist. Der Draht bzw. die Litze 21 ist durch eine Ausnehmung am Betätiger 22 geführt, wodurch sichergestellt ist, dass beim Lösen des Schaltelements 4 vom Betätiger 6 die leitende Verbindung zwischen den Anschlussklemmen der Installationseinheit 14 und 15 durch Herausziehen der Steckverbindung 24 aus dem Anschlussstück 23 zwangsläufig unterbrochen wird. Die Länge des Drahtes 21, der vorzugsweise elektrisch isoliert ausgeführt ist, ist dabei so bemessen, dass bei Demontage des NOT-AUS-Befehlsgerätes die elektrische Verbindung durch Herausziehen der Steckverbindung 24 aus dem Anschlussstück 23 unterbrochen ist, bevor die Kontaktvorrichtung 10 nicht mehr durch Bedienen des Bedienelementes 1 geöffnet werden kann. Alternativ kann das zweite Ende des Drahtes 21, statt mittels der Steckverbindung 24, auch fix mit dem Anschlussstück 23 verbunden Sein. In diesem Falle erfolgt die Zwangsöffnung der leitenden Verbindung bei Demontage des NOT-AUS-Befehlsgerätes durch Reißen des Drahtes 21. Für eine Erläuterung der weiteren Bezugszeichen siehe unter Figur 1.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine elektrische Installationseinheit zur Kontaktierung von elektrischen Verbrauchen, wobei die Installationseinheit mindestens zwei Kontaktelemente aufweist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Installationseinheit anzugeben, bei der bei Demontage der Installationseinheit eine zwischen den beiden Kontaktelementen vorhandene elektrische Verbindung zwangsläufig unterbrochen wird. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Installationseinheit Mittel aufweist, die zur Unterbrechung der zu den Kontaktelementen führenden leitenden Verbindung bei Demontage der Installationseinheit vorgesehen sind. Diese Mittel bestehen aus zwei Verbindungselementen in einem Schaltelement der Installationseinheit und beispielsweise einem Kontaktstift aus einem leitenden Material, der in einem ordnungsgemäß montierten Zustand der Installationseinheit eine leitende Verbindung zwischen den Verbindungselementen herstellt. Alternativ kann beispielsweise die elektrische Verbindung zwischen den Verbindungselementen durch einen Draht oder eine Litze hergestellt werden, durch den bzw. die die elektrische Verbindung bei Demontage der Installationseinheit beispielsweise durch Reißen des Drahtes bzw. der Litze unterbrochen wird. Eine besonders vorteilhafte Anwendung findet die erfindungsgemäße Installationseinheit beispielsweise in der Verwendung als NOT-AUS-Befehlsgerät.

Claims

Elektrische Installationseinheit zur Kontaktierung von elektrischen Verbrauchern, wobei die Installationseinheit mindestens zwei Kontaktelemente (14, 15) und eine Kontaktvorrichtung (10) zur Unterbrechung einer zu den Kontaktelementen (14, 15) führenden leitenden Verbindung aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Installationseinheit zusätzlich zur Kontaktvorrichtung (10) Mittel (7, 21, 8, 9, 20, 23) aufweist, die zur zwangsweisen, von einer Federkraft unabhängigen Unterbrechung der leitenden Verbindung bei Demontage der Inställationseinheit vorgesehen sind.
Installätionseinheit nach Anspruch 1,
wobei die Kontaktvorrichtung (10) unter der Wirkung eines Federmechanismus eine entspannte und eine gespannte Stellung aufweist.
Installationseinheit nach Anspruch 2,
wobei als Federmechanismus zur Spannung der Kontaktvorrichtung (10) eine Rückdruckfeder (19) vorgesehen ist.
Installationseinheit nach Anspruch 2 oder 3,
wobei die Kontaktvorrichtung (10) in der entspannten Stellung zum Schließen und in der gespannten Stellung zum Unterbrechen der leitenden Verbindung vorgesehen ist.
Installationseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
wobei zur Einwirkung auf die Kontaktvorrichtung (10) ein Stößel (17), der eine Ruhe- und eine Betätigungsstellung aufweist, vorgesehen ist, wobei die Kontaktvorrichtung (10) durch Bewegung des Stößels (17) in seine Ruhestellung in die entspannte Stellung und durch Bewegung des Stößels (17) in seine Betätigungsstellung in die gespannte Stellung überführbar ist.
Installationseinheit nach Anspruch 5,
wobei die Installationseinheit zur Einwirkung auf den Stößel (17) einen Betätiger (6) mit einem zur Führung des Stößels (17) vorgesehenen Bereich sowie ein dem Betätiger (6) räumlich fest zuordbares und zur Aufnahme der Kontaktvorrichtung (10) vorgesehenes Schaltelement (4) aufweist.
Installationseinheit nach Anspruch 6,
wobei zur Montage der Installationseinheit an einer Fläche (2) ein Befestigungselement (3) vorgesehen ist, mittels dem der durch eine Ausnehmung in der Fläche (2) von der dem Befestigungselement (3) entgegen gesetzten Seite hindurch steckbare Betätiger (6) fixierbar ist.
Installationseinheit nach Anspruch 7,
wobei das Schaltelement (4) durch Anschrauben oder Aufschnappen indirekt über das Befestigungselement (3) oder direkt mit dem Betätiger (6) verbindbar ist.
Installationseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Mittel ein Kontaktierungselement (7, 21), das einem abnehmbaren Teil der Installationseinheit zugeordnet ist, und zwei Verbindungselemente (8, 9, 20, 23) zur Kontaktierung mit dem Kontaktierungselement (7, 21) aufweisen.
Installationseinheit nach Anspruch 9,
wobei als Kontaktierungselement (7, 21) ein leitfähiger Kontaktstift (7) vorgesehen ist.
Installätionseinheit nach Anspruch 10,
wobei der Kontaktstift (7) und/oder die beiden Verbindungselemente (8, 9) eine Federeigenschaft aufweisen und wobei der Abstand zwischen den Verbindungselementen (8, 9) kleiner ist als der Durchmesser bzw. die Breite des Kontaktstiftes (7).
Installationseinheit nach Anspruch 10 oder 11,
wobei ein Isoliermaterial (11) derart zur Einbettung des Kontaktstiftes (7) vorgesehen ist, dass bei Kontaktierung des Kontaktstiftes (7) mit den Verbindungselementen (8, 9) kein leitfähiges Teil mehr berührbar ist.
Installationseinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
wobei als Mittel zur Unterbrechung der leitenden Verbindung zwei verbindungselemente (8, 9) im Schaltelement (4) sowie ein am Betätiger (6) befestigter leitfähiger Kontaktstift (7) vorgesehen sind, mittels denen bei einer korrekten räumlichen Zuordnung zwischen Betätiger (6) und Schaltelement (4) eine leitende Verbindung zwischen den Verbindungselementen (8, 9) über den Kontaktstift (7) herstellbar ist, der durch eine Ausnehmung in einem Gehäuse des Schaltelements (4) hindurch steckbar ist.
Installationseinheit nach Anspruch 13,
wobei der Kontaktstift (7) und/oder die beiden Verbindungselemente (8, 9) eine Federeigenschaft aufweisen und wobei der Abstand zwischen den Verbindungselementen (8, 9) kleiner ist als der Durchmesser bzw. die Breite des Kontaktstiftes (7).
Installationseinheit nach Anspruch 13 oder 14,
wobei ein Isoliermaterial (11) derart zur Einbettung des Kontaktstiftes (7) vorgesehen ist, dass bei Kontaktierung des Kontaktstiftes (7) mit den Verbindungselementen (8, 9) kein leitfähiges Teil mehr berührbar ist.
Ihstallationseinheit nach einem der Ansprüche 13 bis 15;
wobei die Länge des Kontaktstiftes (7) derart dimensioniert ist, dass beim Lösen des Schaltelements (4) vom Betätiger (6) die leitende Verbindung zwischen den Verbindungselementen (8, 9) unterbrechbar ist, bevor über den Betätiger (6) keine Wirkung mehr auf den Stößel (17) ausübbar ist.
Installationseinheit nach einem der Ansprüche 13 bis 16,
wobei die Ausnehmung im Gehäuse des Schaltelements (4), durch die der Kontaktstift (7) hindurch steckbar ist, trichterförmig ausgeführt ist.
Installationseinheit nach Anspruch 9,
wobei als Kontaktierungselement (7, 21) ein elektrischer Leiter (21) vorgesehen ist.
Installationseinheit nach Anspruch 18,
wobei der elektrische Leiter (21) eine elektrische Isolierung aufweist.
Installationseinheit nach Anspruch 18 oder 19,
wobei der elektrische Leiter (21) mit einem Ende an einem Verbindungselement (20) fest verbunden und mit dem anderen Ende am anderen Verbindungselement (23) über eine Steckverbindung (24) verbindbar ist.
Installationseinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
wobei als Mittel zur Unterbrechung der leitenden Verbindung zwei Verbindungselemente (20, 23) im Schaltelement (4) sowie ein durch zwei Ausnehmungen in einem Gehäuse des Schaltelements (4) führbarer elektrischer Leiter (21) vorgesehen sind,
wobei der elektrische Leiter (21) an einem Ende mit einem Verbindungselement (20) fest verbunden und nach einer korrekten räumlichen Zuordnung zwischen Schaltelement (4) und Betätiger (6) durch eine an einem Gehäuse des Betätigers (6) dafür vorgesehene Ausnehmung führbar und am zweiten Ende mit dem zweiten Verbindungselement (23) verbindbar ist.
Installationseinheit nach Anspruch 21,
wobei der elektrische Leiter (21) eine elektrische Isolierung aufweist.
Installationseinheit nach Anspruch 21 oder 22,
wobei die Länge des elektrischen Leiters (21) derart dimensioniert ist, dass beim Lösen des Schaltelements (4) vom Betätiger (6) die leitende Verbindung zwischen den beiden Verbindungselementen (20, 23) unterbrechbar ist, bevor über den Betätiger (6) keine Wirkung mehr auf den Stößel ausübbar ist.
Installationseinheit nach einem der Ansprüche 21 bis 23,
wobei zur Verbindung des zweiten Endes des elektrischen Leiters (21) am zweiten Verbindungselement (23) eine Steckverbindung (2-4) vorgesehen ist.
Installationseinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 24,
wobei der Befestigungsmechanismus (5) zwischen Schaltelement (4) und Betätiger (6) bei blockiertem Stößel (17) und Überschreiten einer bestimmten Betätigungskraft zur Abtrennung des Schaltelements (4) vom Betätiger (6) vorgesehen ist.
Installationseinheit nach einem der Ansprüche 10 bis 17,
wobei eine Steuerung (18) zur Messung der Potentialdifferenz zwischen dem Kontaktstift (7) und mindestens einem der beiden Kontaktelemente (14, 15) der Installationseinheit vorgesehen ist.
Installationseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Steuerung (18) zur Messung der Potentialdifferenz zwischen beiden Seiten der Kontaktvorrichtung (10) vorgesehen ist.
Installationseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei eine Steuerung (18) zur Messung der Potentialdifferenz zwischen beiden Seiten der Mittel zur Unterbrechung der leitenden Verbindung vorgesehen ist.
Installationseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Installationseinheit zur Verwendung als NOT-AUS-Befehlsgerät vorgesehen ist.