EP4278371A1 - Manuell rückstellbare schaltvorrichtung - Google Patents

Manuell rückstellbare schaltvorrichtung

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Publication number
EP4278371A1
EP4278371A1 EP22702166.4A EP22702166A EP4278371A1 EP 4278371 A1 EP4278371 A1 EP 4278371A1 EP 22702166 A EP22702166 A EP 22702166A EP 4278371 A1 EP4278371 A1 EP 4278371A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control
relay
switching device
designed
evaluation device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22702166.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Altmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Original Assignee
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Phoenix Contact GmbH and Co KG filed Critical Phoenix Contact GmbH and Co KG
Publication of EP4278371A1 publication Critical patent/EP4278371A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/002—Monitoring or fail-safe circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/02—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay
    • H01H47/16—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay for conjoint, e.g. additive, operation of the relay
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/02—Bases; Casings; Covers
    • H01H50/021—Bases; Casings; Covers structurally combining a relay and an electronic component, e.g. varistor, RC circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/02—Bases; Casings; Covers
    • H01H50/04—Mounting complete relay or separate parts of relay on a base or inside a case
    • H01H50/047—Details concerning mounting a relays
    • H01H50/048—Plug-in mounting or sockets

Definitions

  • the invention relates to a manually resettable switching device which can be used, for example, in process control systems in the field of automation technology.
  • Electronic devices that are used in process control systems must be able to be reset to their normal operating state by an acknowledgment after they have been switched off as a result of a detected error.
  • An acknowledgment or resetting of an electronic device after an error has occurred can, for example, be via a switch or button implemented on the device, via a separate reset input or, if the electronic device is connected to a bus system, via a software command, which is issued, for example, by a higher-level controller (e.g. a PLC) is generated.
  • a higher-level controller e.g. a PLC
  • the invention is now based on the object of creating a manually resettable switching device which can be reset to its normal operation quickly and easily after it has been switched off due to a fault, even if the switching device does not have a separate reset input or a reset switch.
  • a manually resettable switching device which can be reset to its normal operation quickly and easily after it has been switched off due to a fault, even if the switching device does not have a separate reset input or a reset switch.
  • a core idea of the invention can be seen in equipping a switching device with a manual resetting mechanism, which can be implemented, for example, by means of a relay that can be pulled out and reinserted, as well as a circuit.
  • the circuit is used in particular to remove and reinsert of the relay and to reset the switching device to a normal operating state simply by pulling and reinserting the relay after an error-related switch-off.
  • the relay performs a double function here: on the one hand, it acts as a switching device for opening and closing at least one current path of the switching device and, on the other hand, it forms part of the reset mechanism.
  • Figure 1 shows an exemplary manually resettable switching device
  • FIG. 2 shows a housing, in particular a mounting rail housing, in which the switching device is at least partially arranged.
  • FIG. 1 shows an example of a manually resettable switching device 10, which can be single-phase or multi-phase, in order to be able to connect or disconnect an electrical consumer (not shown) that can be connected on the output side to a supply energy that can be applied on the input side.
  • Switching device 10 which is only shown as an example and explained below, is designed as a single-phase switching device that can be controlled, for example, in a first or second operating state.
  • the first operating state can represent normal, fault-free operation, while the second operating state can represent, for example, the switch-off mode triggered as a result of a fault.
  • the switching device 10 has, for example, a ground connection 22 and an input connection 20 to which an input voltage can be applied.
  • a power supply device 5 can be connected to the input terminal 20 and the ground terminal 22 .
  • the energy supply device 5 can supply a DC voltage of 24 V am Provide input port 20.
  • the input port 20 may be connected via a current path 110 to an output port 21, which may function as a fused output port. If the switching device 10 had a multi-phase design, a number of input connections, a number of current paths and a number of output connections would be implemented.
  • the switching device 10 can also include a manually pluggable relay 40 which has a coil 42 and a switching element 41 .
  • the switching element 41 is preferably implemented as a closer. However, it could also be designed as a changeover switch.
  • the exemplary relay 40 has two coil connections 43 and 44 and two switching element connections 45 and 46 .
  • the switching element 41 is switched into the current path 110 .
  • two connection contacts 62 and 63 are provided in the current path 110, which are electrically connected to the switching element connections 45 and 46 of the relay 40 when the relay 40 is in the plugged-in state.
  • the switching device 10 has two further connection contacts 60 and 61 which are electrically connected to the two coil connections 43 and 44 of the relay coil 42 when the relay 40 is in the plugged-in state.
  • the connection contact 60 is electrically connected to the input connection 20 . Consequently, when the relay 40 is plugged in, the exemplary DC voltage of 24V is also present at the coil connection 43 .
  • the connection contacts 60 to 63 are also shown in FIG. 2 in connection with an exemplary housing 130 of the switching device 10 .
  • the coil connection 44 of the coil 42 can be connected to ground via the connection contact 61 , for example via a first semiconductor switch 80 which can be controlled by a control and evaluation device 100 . Ground is shown as ground terminal 22 .
  • the semiconductor switch 80 can be in the form of a field effect transistor or a bipolar transistor, for example.
  • the semiconductor switch 80 is an npn transistor, which has a base connection 82, a collector connection 81 electrically connected to the connection contact 61 and an emitter connection 83 connected to the ground connection 22.
  • the base connection 82 can have a voltage divider, which has, for example, two series-connected electrical resistors 90 and 91, with an output 101 of the Control and evaluation device 100 may be connected.
  • the base connection 82 can be electrically connected to the contact point connecting the two resistors 90 and 91 .
  • the control and evaluation device 100 is designed, for example, to detect faulty operation of the switching device 10 and, in response to this, to set the switching device 10 to the second operating state.
  • a measuring device 50 which is designed in particular to measure a current through the current path 110, can be connected into the current path 110 in order to detect a fault.
  • the control-evaluation device 100 can be designed to detect faulty operation of the switching device 30 as a function of a measured value received from the measuring device 50 . Faulty operation can be detected, for example, by the control and evaluation device 100 in that the current flowing through the current path 110 exceeds a predetermined threshold current value known to the control and evaluation device 100 .
  • the manually resettable switching device 10 can have a detection device 70 which is preferably electrically connected to an input 102 of the control and evaluation device 100 .
  • the detection device 70 is designed to signal the control and evaluation device 100 as to whether the relay 40 is plugged in or pulled out.
  • the control and evaluation device 100 is also designed to i) recognize whether the relay 40 has been pulled after a detected faulty operation and plugged in again after a predetermined time, and if so, ii) the switching device 10 into the first operating state to set, in particular to reset.
  • the control and evaluation device 100 can monitor the passage of time with the aid of a timer 105, which is an integral part of the control and
  • Evaluation device 100 can be or can be designed as a separate component which can be electrically connected to control and evaluation device 100, as is shown by way of example in FIG.
  • the control and evaluation device 100 can be a microcontroller.
  • the detection device 70 can contain a voltage divider which has, for example, two electrical resistors 71 and 72 connected in series. In this case, one terminal of the electrical resistor 71 can be electrically connected to the connection contact 61 , while one terminal of the resistor 72 can be connected to the ground terminal 22 .
  • the contact point that connects the two electrical resistors 71 and 72 to one another is electrically connected, for example, to the input 102 of the control and evaluation device 100 .
  • the voltage divider 70 is connected in parallel with the semiconductor switch 80 or in parallel with the emitter-collector path of the npn transistor.
  • the control and evaluation device 100 can be supplied with energy via an internal voltage converter 120, which transforms the DC voltage applied to the input connection 20, for example 24 V, down into a lower direct voltage, for example a direct voltage of 3.3 V, and feeds it to the control and evaluation device 100 can.
  • an alternating voltage can also be applied to the input connection 20 .
  • the AC voltage is converted by the voltage converter 120 into a DC voltage of, for example, 3.3 V.
  • control and evaluation device 100 is designed to switch off the switching device 10 or set it to the second operating state in response to a detected faulty operation.
  • the control and evaluation device 10 can cause the relay 40 to be switched off by means of the semiconductor switch 80 or the coil 42 to be de-energized.
  • the switching element 41 can be opened, the current path 110 can be interrupted and the output connection 21 can thus be separated from the input connection 20 at which the supply voltage can be present.
  • the control and evaluation device 100 can set the output 101 to 0V, as a result of which the transistor 80 is switched to the off state.
  • a further semiconductor switch 30 which can be activated by the control and evaluation device 100 can be connected in series with the switching element 41 of the relay 40 in the current path 110 .
  • the control and evaluation device 100 can be designed to also open the second semiconductor switch 30 in response to a detected faulty operation of the switching device 10 .
  • Control and evaluation device 100 is preferably configured, in response to a detected faulty operation of switching device 10, to first switch the second semiconductor switch 30 to an electrically non-conducting or opening state, for example, and then, for example after a predetermined time has elapsed, to switch relay 40 switch off or to open the switching element 41 of the relay 40 .
  • the second semiconductor switch 30 can in turn be implemented, for example, as a field effect transistor or as a bipolar transistor.
  • the semiconductor switch 80 In the normal, i.e. in the first operating state of the switching device 10, the semiconductor switch 80 is closed, so that when the relay 40 is in the plugged-in state, current flows through the coil 42 and the switching element 41, which for example functions as a closer, is closed.
  • the control and evaluation device 100 provides a voltage of, for example, 3.3 V at the input 101, which ensures that a sufficiently high control voltage is applied via the voltage divider 90, 91 to the base connection of the npn transistor, for example Semiconductor switch 80 is applied.
  • the switching device 10 is preferably at least partially arranged in a housing 130 .
  • Figure 2 shows a side view of the housing 130 in the open state.
  • the current path 110, the control and evaluation device 100 and the detection device 70 within the housing 130 are shown schematically.
  • the housing 130 can be designed, for example, as a mounting rail housing, such as a terminal block housing, which can be mounted on a mounting rail.
  • corresponding latching elements 134 can be provided on the underside of the housing 130 .
  • the overall width of the housing 130 is preferably very narrow, for example less than or equal to 6 mm.
  • the housing 130 can be a plastic housing.
  • connection contacts 60-63 of the switching device 10 can be located on a side of the mounting rail housing 130 which is opposite the side with the latching elements.
  • the connection contacts 60 to 63 can be designed as socket contacts with which the coil connections 43, 44 and the switching element connections 45, 46 of the relay 40 are electrically connected in the plugged-in state. In this case, the coil connections and switching element connections are in the form of contact pins.
  • the housing 130 can have a receiving area 135 into which the relay 40 can be inserted.
  • a further connection terminal 132 can be electrically connected to the output connection 21 of the switching device 10 or can form the output connection 21 .
  • Another terminal 133 can form the ground connection 22 of the switching device 10 .
  • Another terminal 136 can also function as a ground connection.
  • the energy supply device 5 shown in FIG. 1 can be connected to the connection terminals 131 and 133, while an electrical or electronic load can be connected to the connection terminals 132 and 136.
  • the switching device 10 is operating correctly.
  • the control and evaluation device 100 provides corresponding control signals for the semiconductor switches 30 and 80 which cause the semiconductor switches 30 and 80 to be closed or switched to the on state.
  • the conductively switched semiconductor switch 80 in turn causes current to flow through the coil 41 of the relay 40 and consequently the switching element 41 of the relay 40 as well is closed. In this way, the current path 110 is switched through between the input connection 20 and the output connection 21 . This corresponds to the first operating state of switching device 10.
  • measuring device 50 has measured a current in current path 110 that is greater than or equal to a predetermined threshold value.
  • the measured current value is fed to the control and evaluation device 100, which detects faulty operation of the switching device 10 as a function of the measured current.
  • the control and evaluation device 100 provides corresponding control signals for the semiconductor switches 30 and 80 at its outputs 103 and 101, for example with a time delay, which cause the semiconductor switch 30 to be opened first or switched to the blocking state, and then the semiconductor switch 80 is controlled into the blocking or open state.
  • a control voltage of 0V can be applied to the two outputs 101 and 103, for example.
  • the semiconductor switch 80 is turned off, the result is that the input voltage of 24 V, for example, present at the connection contact 60 or at the coil connection 43 also appears at the connection contact 61 or at the coil connection 44, whereupon the coil 42 is de-energized, i.e. switched off.
  • the relay 40 drops out and the switching element 41 also opens the current path 110.
  • the switching device 10 is therefore switched off or is in its second operating state.
  • the second operating state is consequently characterized in particular in that the output connection 21 is electrically isolated from the input connection 20 .
  • the switching device 10 now expects a manual reset, ie a renewed start-up and thus a resetting or resetting of the switching device 10 to the first operating state. This can be achieved, for example, by the customer pulling the relay 40 out of the switching device 10 or the housing 130 and reinserting it after a predetermined period of time has elapsed. This behavior can be monitored by the control and evaluation device 100 in Connection to the detector 70 and the timer 105 are monitored and detected. This is explained in more detail below by way of example.
  • control and evaluation device 100 is designed to ensure, in response to a detected fault, that the semiconductor switch 30, if present, is opened or switched to the blocking state, and then the semiconductor switch 80 is opened or closed is controlled into the blocking state, so that the input voltage is also present at the coil connection 44 .
  • This state is detected by the detection device 70, which is formed by the voltage divider 71 and 72, for example, and is applied to the input 102 of the control and evaluation device 100 as a high level.
  • control and evaluation device 100 now expects relay 40 to be removed and, after the predetermined time has elapsed, reinserted.
  • the potential at the connection contact 61 drops to 0 V, which in turn is detected by the voltage divider or the detection device 70 and signaled as a low level at the input 102 of the control and evaluation device 100.
  • the timer 105 which can also be an integral part of the control and evaluation device 100, is started, as a result of which the predetermined time now elapses. After the predetermined time has elapsed, the control and evaluation device 100 expects that a high level will again be applied to the input 102, which signals that the relay has been used again.
  • the conductive semiconductor 80 causes a current to flow through the coil 42 again and as a result the switching element 41 closes the current path 110 again.
  • the current path 110 is closed again by means of the semiconductor switch 30 and the switching element 41 of the relay 40 and the input connection 20 is thus electrically connected to the output connection 21 .
  • the semiconductor switch 30 is not required for proper operation of the switching device 10 .
  • a manually resettable switching device 10 which is controllable into a first or a second operating state.
  • the switching device 10 can have the following features: a current path 110 with an input connection 20, to which an input voltage can be applied, and with an output connection 21, a manually pluggable relay 40 having a coil 42 and a switching element 41, which in the plugged-in state of the relay 40 connected to current path 110, a control and evaluation device 100, which is designed to detect faulty operation of switching device 10 and, in response to this, to set switching device 10 to the second operating state, one with control and evaluation device 100 electrically connected detection device 70, which is designed to the control and evaluation device 100 to signal whether the relay 40 is plugged in or pulled, the control and evaluation device 100 is also designed to i) detect whether the relay 40 after a detected erroneous operation drawn and after expiry of a pre-determined mmten time has been reinserted, and if so, ii) to set the switching device 10 to the first operating state.
  • the control and evaluation device 100 is also
  • the first semiconductor switch 80 is advantageously connected in parallel with the detection device 70, it being possible for the first semiconductor switch 80 and the detection device 70 to be connected in series with the coil 42 when the relay 40 is in the plugged-in state.
  • the detection device 70 can have a voltage divider, which can contain, for example, two electrical resistors 71 and 72 connected in series.
  • the switching device can have a second semiconductor switch 30, which can be controlled by the control and evaluation device 100 and is connected in series with the switching element 41 of the relay 40 in the current path 110, wherein the control and evaluation device 100 can be designed to respond to open the second semiconductor switch 30 or to control it in a blocking state in response to a detected erroneous operation.
  • an error detection device for example a measuring device 50, which is designed to measure a current through the current path 10
  • the control and evaluation device 100 being designed for this purpose be to detect an erroneous operation in response to the measurement result of the measurement device 50 .
  • the switching device 10 can advantageously have a housing 130, in particular a mounting rail housing, in which, among other things, the current path 110, the control and evaluation device 100 and the detection device 70 can be arranged. wherein the housing 130 and the relay 40 can each be configured for mechanical and electrical coupling to one another.
  • a first coil connection 43 can be electrically connected to the input connection 20 and a second coil connection 44 can be electrically connected to the detection device 70 .
  • the switching device 10 can have a timer 105 assigned to the control and evaluation device 100, which is designed to start the expiry of the predetermined time in response to the pulling of the relay 40, wherein the control and evaluation device 100 can be designed to i) detecting when the predetermined time has elapsed, and ii) in response to the elapsed predetermined time, setting the switching device 10 to the first operating state, wherein the output terminal 21 is electrically connected to the input terminal 20 in the first operating state.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine manuell rückstellbare Schaltvorrichtung (10), welche in einen ersten oder einen zweiten Betriebszustand steuerbar ist. Sie weist folgende Merkmale auf: einen Strompfad (110) mit einem Eingangsanschluss (20), an welchen eine Eingangsspannung anlegbar ist, und mit einem Ausgangsanschluss (21), ein manuell steckbares Relais (40) aufweisend eine Spule (42) und ein Schaltelement (41), welches im gesteckten Zustand des Relais (40) in den Strompfad (110) geschaltet ist, eine Steuer- und Auswerteeinrichtung (100), die dazu ausgebildet ist, einen fehlerhaften Betrieb der Schaltvorrichtung (10) zu erfassen und unter Ansprechen hierauf die Schaltvorrichtung (10) in den zweiten Betriebszustand zu setzen, eine mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung (100) elektrisch verbundene Erfassungseinrichtung (70), die dazu ausgebildet ist der Steuer- und Auswerteeinrichtung (100) zu signalisieren, ob das Relais (40) gesteckt oder gezogen ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung (100) ferner dazu ausgebildet ist, i) zu erkennen, ob das Relais (40) nach einem erfassten fehlerhaften Betrieb gezogen und nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wieder eingesteckt worden ist, und wenn ja, ii) die Schaltvorrichtung (10) in den ersten Betriebszustand zu setzen.

Description

Manuell rückstellbare Schaltvorrichtung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine manuell rückstellbare Schaltvorrichtung, die beispielsweise in Prozesssteuerungssystemen auf dem Gebiet der Automatisierungstechnik eingesetzt werden kann.
Elektronikgeräte, die beispielsweise in Prozesssteuerungssystemen eingesetzt werden, müssen, nachdem sie infolge eines erkannten Fehlers abgeschaltet worden sind, durch eine Quittierung wieder in ihren normalen Betriebszustand zurückgestellt werden können. Eine Quittierung bzw. Rückstellung eines Elektronikgeräts nach Auftritt eines Fehlers kann beispielsweise über einen am Gerät implementierten Schalter bzw. Taster, über einen separaten Reset-Eingang oder, wenn das Elektronikgerät an ein Bussystem angeschlossen ist, über ein Softwarekommando, welches beispielsweise von einer übergeordneten Steuerung (z.B. eine SPS) erzeugt wird, erfolgen.
Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine manuell rückstellbare Schaltvorrichtung zu schaffen, die schnell und in einfacher Weise nach einem fehlerbedingten Abschalten wieder in ihren Normalbetrieb rückgestellt bzw. rückgesetzt werden kann, auch wenn die Schal tvorrichtung über keinen separaten Rückstelleingang oder keinen Rückstellschalter verfügt. Insbesondere bei einem Elektronikgerät, das in einem sehr schmalen Gehäuse, beispielsweise in einem schmalen Reihenklemmengehäuse, untergebracht ist, besteht häufig kein Platz mehr für einen Rückstellschalter oder eine freie Klemmstelle, die als Rückstelleingang verwendet werden könnte.
Ein Kerngedanke der Erfindung kann darin angesehen werden, eine Schaltvorrichtung mit einem manuellen Rückstellmechanismus auszustatten, der u.a. beispielsweise mittels eines ziehbaren und wiedereinsteckbaren Relais sowie einer Schaltung realisiert werden kann. Die Schaltung dient insbesondere dazu, das Ziehen und Wiedereinstecken des Relais zu überwachen und die Schaltvorrichtung nach einem fehlerbedingten Abschalten einfach durch das Ziehen und Wiedereinstecken des Relais wieder in einen normalen Betriebszustand zurückzusetzen. Das Relais führt hierbei eine Doppelfunktion aus: Zum einen fungiert es als Schalteinrichtung zum Öffnen und Schließen wenigstens eines Strompfads der Schal tvorrichtung und zum anderen bildet es einen Teil des Rückstellmechani smus .
Das obengenannte technische Problem wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
Figur 1 eine beispielhafte manuell rückstellbare Schaltvorrichtung, und
Figur 2 ein Gehäuse, insbesondere ein Tragschienengehäuse, in welchem die Schaltvorrichtung zumindest teilweise angeordnet ist.
In der Figur 1 ist eine beispielhafte manuell rückstellbare Schaltvorrichtung 10 gezeigt, die ein- oder mehrphasig ausgebildet sein kann, um einen ausgangsseitig anschließbaren elektrischen Verbraucher (nicht dargestellt) mit einer eingangsseitig anlegbaren Versorgungsenergie verbinden oder von dieser trennen zu können. Die lediglich beispielhaft dargestellte und nachfolgend erläuterte Schal tvorrichtung 10 ist als einphasige Schaltvorrichtung ausgebildet, die beispielsweise in einen ersten oder zweiten Betriebszustand steuerbar ist. Der erste Betriebszustand kann den normalen, fehlerfreien Betrieb repräsentieren, während der zweite Betriebszustand beispielsweise den infolge eines Fehlerfalls ausgelösten Abschaltmodus darstellen kann.
Die Schaltvorrichtung 10 weist zum Beispiel einen Masseanschluss 22 und einen Eingangsanschluss 20 auf, an welche eine Eingangsspannung angelegt werden kann. Gemäß dem Ausführungsbeispiel kann eine Energieversorgungseinrichtung 5 mit dem Eingangsanschluss 20 und dem Massenanschluss 22 verbunden werden. Beispielsweise kann die Energieversorgungseinrichtung 5 eine Gleichspannung von 24 V am Eingangsanschluss 20 bereitstellen. Der Eingangsanschluss 20 kann über einen Strompfad 110 mit einem Ausgangsanschluss 21 verbunden sein, der als abgesicherter Ausgangsanschluss fungieren kann. Wäre die Schal tvorrichtung 10 mehrphasig ausgebildet, wären mehrere Eingangsanschlüsse, mehrere Strompfade und mehrere Ausgangsanschlüsse implementiert.
Zu der Schaltvorrichtung 10 kann ferner ein manuell steckbares Relais 40 gehören, welches eine Spule 42 und ein Schaltelement 41 aufweist. Das Schaltelement 41 ist vorzugsweise als Schließer realisiert. Es könnte aber auch als Wechsel Schalter ausgeführt sein. Wie in Figur 2 zu sehen, weist das beispielhafte Relais 40 zwei Spulenanschlüsse 43 und 44 und zwei Schaltelement-Anschlüsse 45 und 46 auf. Im gesteckten Zustand des Relais 40 ist das Schaltelement 41 in den Strompfad 110 geschaltet. Hierzu sind in dem Strompfad 110 zwei Anschlusskontakte 62 und 63 vorgesehen, die im gesteckten Zustand des Relais 40 mit den Schaltelement- Anschlüssen 45 und 46 des Relais 40 elektrisch verbunden sind. Zudem weist die Schaltvorrichtung 10 zwei weitere Anschlusskontakte 60 und 61 auf, die im gesteckten Zustand des Relais 40 mit den beiden Spulenanschlüssen 43 und 44 der Relaisspule 42 elektrisch verbunden sind. Der Anschlusskontakt 60 ist mit dem Eingangsanschluss 20 elektrisch verbunden. Folglich liegt im gesteckten Zustand des Relais 40 am Spulenanschluss 43 ebenfalls die beispielhafte Gleichspannung von 24V an. Die Anschlusskontakte 60 bis 63 sind ebenfalls in Figur 2 in Verbindung mit einem beispielhaften Gehäuse 130 der Schaltvorrichtung 10 gezeigt. Der Spulenanschluss 44 der Spule 42 ist im gesteckten Zustand des Relais 40 über den Anschlusskontakt 61 beispielsweise über einen ersten, von einer Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 ansteuerbaren Halbleiterschalter 80 mit Masse verbindbar. Die Masse ist als Masseanschluss 22 dargestellt. Der Halbleiterschalter 80 kann zum Beispiel als Feldeffekttransistor oder als Bipolartransistor ausgebildet sein. Im vorliegenden Beispiel ist der Halbleiterschalter 80 ein npn-Transistor, welcher einen Basisanschluss 82, einen mit dem Anschlusskontakt 61 elektrisch verbundenen Kollektoranschluss 81 und einen mit dem Massenanschluss 22 verbundenen Emitteranschluss 83 aufweist. Der Basisanschluss 82 kann über einen Spannungsteiler, der beispielsweise zwei in Reihe geschaltete elektrische Widerstände 90 und 91 aufweist, mit einem Ausgang 101 der Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 verbunden sein. Hierzu kann der Basisanschluss 82 an die die beiden Widerstände 90 und 91 verbindende Kontaktstelle elektrisch angeschlossen sein.
Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 ist beispielsweise dazu ausgebildet, einen fehlerhaften Betrieb der Schal tvorrichtung 10 zu erfassen und unter Ansprechen hierauf die Schaltvorrichtung 10 in den zweiten Betriebszustand zu setzen. Zum Erfassen eines Fehlers kann beispielsweise eine Messeinrichtung 50, die insbesondere zum Messen eines Stroms durch den Strompfad 110 ausgebildet ist, in den Strompfad 110 geschaltet sein. Die Steuer- Auswerteeinrichtung 100 kann dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit von einem von der Messeinrichtung 50 empfangenen Messwert einen fehlerhaften Betrieb der Schal tvorrichtung 30 zu erkennen. Ein fehlerhafter Betrieb kann beispielsweise dadurch von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 erkannt werden, dass der durch den Strompfad 110 fließende Strom einen der Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 bekannten vorbestimmten Schwellenstromwert übersteigt. Weiterhin kann die manuell rückstellbare Schaltvorrichtung 10 eine Erfassungseinrichtung 70 aufweisen, die vorzugsweise mit einem Eingang 102 der Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 elektrisch verbunden ist. Die Erfassungseinrichtung 70 ist dazu ausgebildet, der Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 zu signalisieren, ob das Relais 40 gesteckt oder gezogen ist. Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 ist ferner dazu ausgebildet, i) zu erkennen, ob das Relais 40 nach einem erfassten fehlerhaften Betrieb gezogen und nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wieder eingesteckt worden ist, und wenn ja, ii) die Schaltvorrichtung 10 in den ersten Betriebszustand zu setzen, insbesondere zurückzusetzen.
Den Zeitablauf kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 mit Hilfe eines Zeitgebers 105 überwachen, der integraler Bestandteil der Steuer- und
Aus werteeinrichtung 100 sein kann oder als separates Bauteil ausgebildet sein kann, welches elektrisch mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 verbunden sein kann, wie dies beispielhaft in Figur 1 dargestellt ist. An dieser Stelle sei angemerkt, dass es sich bei der Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 um einen Mikrocontroller handeln kann. Ferner sei angemerkt, dass die Erfassungseinrichtung 70 einen Spannungsteiler enthalten kann, der beispielsweise zwei in Reihe geschaltete elektrische Widerstände 71 und 72 aufweist. Hierbei kann ein Anschluss des elektrischen Widerstands 71 mit dem Anschlusskontakt 61 elektrisch verbunden sein, während ein Anschluss des Widerstands 72 mit dem Masseanschluss 22 verbunden sein kann. Die die beiden elektrischen Widerstände 71 und 72 miteinander verbindende Kontaktstelle ist beispielsweise mit auf dem Eingang 102 der Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 elektrisch verbunden. Bei der beispielhaften Schaltvorrichtung 10 ist in diesem Fall der Spannungsteiler 70 parallel zum Halbleiterschalter 80 bzw. parallel zur Emitter-Kollektorstrecke des npn-Transistors geschaltet. Die Energieversorgung der Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 kann über einen internen Spannungswandler 120 erfolgen, welcher die am Eingangsanschluss 20 angelegte Gleichspannung von beispielsweise 24 V in eine niedrigere Gleichspannung, beispielsweise in eine Gleichspannung von 3,3 V heruntertransformieren und der Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 zuführen kann. Angermerkt sei zudem, dass an den Eingangsanschluss 20 auch eine Wechsel Spannung angelegt werden kann. In diesem Fall wird die Wechselspannung von dem Spannungswandler 120 in eine Gleichspannung von beispielsweise 3,3 V umgewandelt.
Insbesondere ist die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 dazu ausgebildet, unter Ansprechen auf einen erfassten fehlerhaften Betrieb die Schaltvorrichtung 10 abzuschalten bzw. in den zweiten Betriebszustand zu setzen. Hierzu kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung 10 veranlassen, dass das Relais 40 mittels des Halbleiterschalters 80 abgeschaltet bzw. die Spule 42 stromlos geschaltet wird. Durch diese Maßnahme kann das Schaltelement 41 geöffnet, der Strompfad 110 unterbrochen und somit der Ausgangsanschluss 21 vom Eingangsanschluss 20, an welchem die Versorgungsspannung anliegen kann, getrennt werden. Um dies zu erreichen, kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 den Ausgang 101 auf 0V setzen, wodurch der Transistor 80 in den sperrenden Zustand gesteuert wird. Um im Fehlerfall ein sicheres Trennen des Ausgangsanschlusses 21 vom Eingangsanschluss 20 zu ermöglichen, kann ein weiterer, durch die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 ansteuerbarer Halbleiterschalter 30 in Reihe mit dem Schaltelement 41 des Relais 40 in den Strompfad 110 geschaltet sein. Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 kann dazu ausgebildet sein, unter Ansprechen auf einen erfassten fehlerhaften Betrieb der Schal tvorrichtung 10 auch den zweiten Halbleiterschalter 30 zu öffnen. Vorzugsweise ist die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 dazu ausgebildet, unter Ansprechen auf einen erfassten fehlerhaften Betrieb der Schaltvorrichtung 10 zum Beispiel zuerst den zweiten Halbleiterschalter 30 elektrisch sperrend zu schalten bzw. zu öffnen und anschließend, zum Beispiel nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit, das Relais 40 abzuschalten bzw. das Schaltelement 41 des Relais 40 zu öffnen. Der zweite Halbleiterschalter 30 kann wiederum beispielsweise als Feldeffekttransistor oder als Bipolartransistor realisiert sein.
Im normalen, d.h. im ersten Betriebszustand der Schaltvorrichtung 10 ist der Halbleiterschalter 80 geschlossen, so dass im gesteckten Zustand des Relais 40 die Spule 42 stromdurchflossen und somit das beispielhaft als Schließer fungierende Schaltelement 41 geschlossen ist. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 am Eingang 101 eine Spannung von beispielsweise 3,3 V bereitstellt, die dafür sorgt, dass über den Spannungsteiler 90, 91 eine ausreichend hohe Steuerspannung am Basisanschluss des beispielsweise als npn-Transistors ausgebildeten Halbleiterschalters 80 anliegt.
Die Schaltvorrichtung 10 ist vorzugsweise zumindest teilweise in einem Gehäuse 130 angeordnet. Figur 2 zeigt eine Seitenansicht des Gehäuses 130 im geöffneten Zustand. Schematisch ist der Strompfad 110, die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 und die Erfassungseinrichtung 70 innerhalb des Gehäuses 130 dargestellt. Das Gehäuse 130 kann beispielsweise als Tragschienengehäuse, wie zum Beispiel als ein Reihenklemmengehäuse ausgebildet sein, welches an einer Tragschiene montierbar ist. Hierzu ist können an der Unterseite des Gehäuses 130 entsprechende Rastelemente 134 vorgesehen sein. Die Baubreite des Gehäuses 130 ist vorzugsweise sehr schmal, beispielsweise kleiner oder gleich 6 mm. Das Gehäuse 130 kann ein Kunststoffgehäuse sein.
Die Anschlusskontakte 60-63 der Schaltvorrichtung 10 können sich an einer Seite des Tragschienengehäuses 130 befinden, die der Seite mit den Rastelementen gegenüberliegt. Die Anschlusskontakte 60 bis 63 können als Buchsenkontakte ausgebildet sein, mit denen die Spulenanschlüsse 43, 44 und die Schaltelementanschlüsse 45, 46 des Relais 40 im gesteckten Zustand elektrisch verbunden sind. Die Spulenanschlüsse und Schaltelementanschlüsse sind in diesem Fall als Kontaktstifte ausgebildet. Das Gehäuse 130 kann an der Gehäuseseite, an der sich die Anschlusskontakte 60 bis 63 befinden, einen Aufnahmebereich 135 aufweisen, in den das Relais 40 eingesteckt werden kann. Weiterhin kann das beispielhaft in Figur 2 gezeigte Tragschienengehäuse 130 eine Anschlussklemme 131 aufweisen, die elektrisch mit dem Eingangsanschluss 20 der Schal tvorrichtung verbunden ist oder den Eingangsanschluss 20 bildet. Eine weitere Anschlussklemme 132 kann elektrisch mit dem Ausgangsanschluss 21 der Schal tvorrichtung 10 verbunden sein oder den Ausgangsanschluss 21 bilden. Eine weitere Anschlussklemm 133 kann den Masseanschluss 22 der Schal tvorrichtung 10 bilden. Eine weitere Anschlussklemme 136 kann ebenfalls als Masseanschluss fungieren. Die in Figur 1 gezeigte Energieversorgungseinrichtung 5 kann an die Anschlussklemmen 131 und 133 angeschlossen werden, während eine elektrische oder elektronische Last an die Anschlussklemmen 132 und 136 angeschlossen werden können.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der in Figur 1 beispielhaft dargestellten manuell rückstellbaren Schal tvorrichtung 10 näher erläutert.
Zunächst sei angenommen, dass die Schaltvorrichtung 10 in einem fehlerfreien Betrieb arbeitet. Das bedeutet, dass die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 entsprechende Steuersignale für die Halbleiterschalter 30 und 80 bereitstellt, die bewirken, dass die Halbleiterschalter 30 und 80 jeweils geschlossen bzw. leitend geschaltet sind. Der leitend geschaltete Halbleiterschalter 80 wiederum bewirkt, dass die Spule 41 des Relais 40 stromdurchflossen ist und folglich das Schaltelement 41 des Relais 40 ebenfalls geschlossen wird. Auf diese Weise wird der Strompfad 110 zwischen dem Eingangsanschluss 20 und dem Ausgangsanschluss 21 durchgeschaltet. Das entspricht dem ersten Betriebszustand der Schal tvorrichtung 10.
Nunmehr sei beispielhaft angenommen, dass die Messeinrichtung 50 in dem Strompfad 110 einen Strom gemessen hat, der größer oder gleich einem vorgegebenen Schwellenwert ist. Der gemessene Stromwert wird der Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 zugeführt, die in Abhängigkeit von dem gemessenen Strom einen fehlerhaften Betrieb der Schal tvorrichtung 10 erkennt. Unter Ansprechen auf den erkannten fehlerhaften Betrieb stellt die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 an ihren Ausgängen 103 und 101 beispielsweise zeitversetzt entsprechende Steuersignale für die Halbleiterschalter 30 und 80 bereit, die bewirken, dass zuerst der Halbleiterschalter 30 geöffnet bzw. in den sperrenden Zustand geschaltet wird, und anschließend der Halbleiterschalter 80 in den sperrenden bzw. geöffneten Zustand gesteuert wird. Hierzu kann an die beiden Ausgänge 101 und 103 beispielsweise jeweils eine Steuerspannung von 0V angelegt werden. Wird der Halbleiterschalter 80 sperrend geschaltet, so hat dies zur Folge, dass die am Anschlusskontakt 60 bzw. am Spulenanschluss 43 anliegende Eingangsspannung von beispielsweise 24 V auch am Anschlusskontakt 61 bzw. am Spulenanschluss 44 erscheint, woraufhin die Spule 42 stromlos, d.h. abgeschaltet wird. Mit anderen Worten: Das Relais 40 fällt ab und das Schaltelement 41 öffnet ebenfalls den Strompfad 110. Die Schaltvorrichtung 10 ist somit abgeschaltet bzw. befindet sich in ihrem zweiten Betriebszustand. Der zweite Betriebszustand ist folglich insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsanschluss 21 vom Eingangsanschluss 20 elektrisch getrennt ist.
Die Schaltvorrichtung 10 erwartet nunmehr einen manuellen Reset, d.h. eine erneute Inbetriebnahme und somit ein Rückstellen bzw. Rücksetzen der Schal tvorrichtung 10 in den ersten Betriebszustand. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Relais 40 vom Kunden aus der Schal tvorrichtung 10 bzw. dem Gehäuse 130 herausgezogen und nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer wieder eingesteckt wird. Dieses Verhalten kann von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 in Verbindung mit der Erfassungseinrichtung 70 und dem Zeitgeber 105 überwacht und erfasst werden. Dies wird nachfolgend beispielhaft näher erläutert.
Wie bereits weiter oben erläutert, ist die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 dazu ausgebildet, unter Ansprechen auf einen erkannten Fehlerfall dafür zu sorgen, dass sofern vorhanden, der Halbleiterschalter 30 geöffnet bzw. in den sperrenden Zustand gesteuert wird, und anschließend der Halbleiterschalter 80 geöffnet bzw. in den sperrenden Zustand gesteuert wird, sodass am Spulenanschluss 44 ebenfalls die Eingangsspannung anliegt. Dieser Zustand wird von der Erfassungseinrichtung 70, welche beispielsweise durch den Spannungsteiler 71 und 72 gebildet wird, erfasst, und als High-Pegel an den Eingang 102 der Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 angelegt. Um die Schaltvorrichtung 10 wieder zurückstellen zu können, erwartet die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 nunmehr das Ziehen und, nach Ablauf der vorbestimmten Zeit, das Wiedereinstecken des Relais 40.
Wird nunmehr vom Kunden das Relais 40 gezogen, fällt das Potenzial an dem Anschlusskontakt 61 auf 0 V ab, was wiederum von dem Spannungsteiler bzw. der Erfassungseinrichtung 70 detektiert und als Low-Pegel am Eingang 102 der Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 signalisiert wird. Unter Ansprechen auf diesen Pegelwechsel am Eingang 102 der Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 wird der Zeitgeber 105, der auch integraler Bestandteil der Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 sein kann, gestartet, wodurch nunmehr die vorbestimmte Zeit abläuft. Nach Ablauf der vorbestimmten Zeit erwartet die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100, dass wieder ein High-Pegel am Eingang 102, angelegt wird, der signalisiert, dass das Relais wiedereingesetzt worden ist. Angenommen sei nunmehr, dass der Kunde das Relais 40 wieder in die Schaltvorrichtung 10 bzw. das Gehäuse 130 nach Ablauf der vorbestimmten Zeit eingesetzt hat. Demzufolge liegt an dem Anschlusskontakt 61 wieder die am Eingangsanschluss 20 anliegende Spannung an. Der Pegelwechsel von Low nach High am Anschlusskontakt 61 wird von der Erfassungseinrichtung 70 detektiert und als High-Pegel wieder an den Eingang 102 der Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 angelegt. Unter Ansprechen auf den Pegelwechsel am Eingang 102 von Low nach High stellt die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 an io ihren Ausgängen 103 und 101 entsprechende Steuersignale für die Halbleiterschalter 30 und 80 bereit, die bewirken, dass die Halbleiterschalter 30 und 80 wieder geschlossen bzw. in ihren leitenden Zustand gesteuert werden. Der leitende Halbleiter 80 bewirkt, dass die Spule 42 wieder von einem Strom durchflossen wird und dadurch das Schaltelement 41 den Strompfad 110 wieder schließt. Mit anderen Worten: Nach dem Rückstellen der Schaltvorrichtung 10 in den ersten Betriebszustand ist der Strompfad 110 mittels des Halbleiterschalters 30 und des Schaltelements 41 des Relais 40 wieder geschlossen und somit der Eingangsanschluss 20 mit dem Ausgangsanschluss 21 elektrisch verbunden. Angemerkt sei, dass für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Schaltvorrichtung 10 der Halbleiterschalter 30 nicht erforderlich ist.
Zumindest einige der oben erläuterten beispielhaften Aspekte werden nachfolgend zusammengefasst.
Gemäß einem beispielhaften Aspekt wird eine manuell rückstellbare Schaltvorrichtung 10 geschaffen, welche in einen ersten oder einen zweiten Betriebszustand steuerbar ist. Die Schaltvorrichtung 10 kann folgende Merkmale aufweisen: einen Strompfad 110 mit einem Eingangsanschluss 20, an welchen eine Eingangsspannung anlegbar ist, und mit einem Ausgangsanschluss 21, ein manuell steckbares Relais 40 aufweisend eine Spule 42 und ein Schaltelement 41, welches im gesteckten Zustand des Relais 40 in den Strompfad 110 geschaltet ist, eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 100, die dazu ausgebildet ist, einen fehlerhaften Betrieb der Schal tvorrichtung 10 zu erfassen und unter Ansprechen hierauf die Schaltvorrichtung 10 in den zweiten Betriebszustand zu setzen, eine mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 elektrisch verbundene Erfassungseinrichtung 70, die dazu ausgebildet ist der Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 zu signalisieren, ob das Relais 40 gesteckt oder gezogen ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 ferner dazu ausgebildet ist, i) zu erkennen, ob das Relais 40 nach einem erfassten fehlerhaften Betrieb gezogen und nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wieder eingesteckt worden ist, und wenn ja, ii) die Schaltvorrichtung 10 in den ersten Betriebszustand zu setzen. Vorteilhafterweise kann die Schal tvorrichtung einen ersten durch die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 ansteuerbaren Halbleiterschalter 80 aufweisen, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 dazu ausgebildet ist, unter Ansprechen auf einen erfassten fehlerhaften Betrieb die Spule 42 des Relais 40 mittels des Halbleiterschalters 80 stromlos zu schalten.
Vorteilhafterweise ist der erste Halbleiterschalter 80 parallel zur Erfassungseinrichtung 70 geschaltet ist, wobei der erste Halbleiterschalter 80 und die Erfassungseinrichtung 70 im gesteckten Zustand des Relais 40 in Reihe mit der Spule 42 geschaltet sein können.
Vorteilhafterweise kann die Erfassungseinrichtung 70 einen Spannungsteiler aufweisen, der beispielsweise zwei in Reihe geschaltete elektrische Widerstände 71 und 72 enthalten kann.
Vorteilhafterweise kann die Schal tvorrichtung einen zweiten durch die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 ansteuerbaren Halbleiterschalter 30 aufweisen, der in Reihe mit dem Schaltelement 41 des Relais 40 in den Strompfad 110 geschaltet ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 dazu ausgebildet sein kann, unter Ansprechen auf einen erfassten fehlerhaften Betrieb den zweiten Halbleiterschalter 30 zu öffnen bzw. in einen sperrenden Zustand zu steuern.
Um einen fehlerhaften Betrieb der Schal tvorrichtung 10 erfassen zu können, kann eine Fehlererfassungseinrichtung, beispielsweise eine Messeinrichtung 50, die zum Messen eines Stroms durch den Strompfad 10 ausgebildet ist, in der Schal tvorrichtung 10 implementiert sein, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 dazu ausgebildet sein, unter Ansprechen auf das Messergebnis der Messeinrichtung 50 einen fehlerhaften Betrieb zu erfassen.
Vorteilhafterweise kann die Schal tvorrichtung 10 ein Gehäuse 130, insbesondere ein Tragschienengehäuse, aufweisen, in welchem u.a. der Strompfad 110, die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 und die Erfassungseinrichtung 70 angeordnet sein können, wobei das Gehäuse 130 und das Relais 40 jeweils zur mechanischen und elektrischen Kopplung miteinander ausgebildet sein können.
Im gesteckten Zustand des Relais 40 kann ein erster Spulenanschluss 43 mit dem Eingangsanschluss 20 und ein zweiter Spulenanschluss 44 mit der Erfassungseinrichtung 70 elektrisch verbunden sein.
Vorzugsweise kann die Schaltvorrichtung 10 einen der Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 zugeordneten Zeitgeber 105 aufweisen, der dazu ausgebildet ist, unter Ansprechen auf das Ziehen des Relais 40 den Ablauf der vorbestimmten Zeit zu starten, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung 100 dazu ausgebildet sein kann, i) zu erkennen, wann die vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, und ii) unter Ansprechen auf die abgelaufene vorbestimmte Zeit die Schaltvorrichtung 10 in den ersten Betriebszustand zu setzen, wobei im ersten Betriebszustand der Ausgangsanschluss 21 elektrisch mit dem Eingangsanschluss 20 verbunden ist.

Claims

Patentansprüche
1. Manuell rückstellbare Schal tvorrichtung (10), welche in einen ersten oder einen zweiten Betriebszustand steuerbar ist, aufweisend: einen Strompfad (110) mit einem Eingangsanschluss (20), an welchen eine Eingangsspannung anlegbar ist, und mit einem Ausgangsanschluss (21), ein manuell steckbares Relais (40) aufweisend eine Spule (42), und ein Schaltelement (41), welches im gesteckten Zustand des Relais (40) in den Strompfad (110) geschaltet ist, eine Steuer- und Auswerteeinrichtung (100), die dazu ausgebildet ist, einen fehlerhaften Betrieb der Schal tvorrichtung (10) zu erfassen und unter Ansprechen hierauf die Schal tvorrichtung (10) in den zweiten Betriebszustand zu setzen, eine mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung (100) elektrisch verbundene Erfassungseinrichtung (70), die dazu ausgebildet ist der Steuer- und Auswerteeinrichtung (100) zu signalisieren, ob das Relais (40) gesteckt oder gezogen ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung (100) ferner dazu ausgebildet ist, i) zu erkennen, ob das Relais (40) nach einem erfassten fehlerhaften Betrieb gezogen und nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wieder eingesteckt worden ist, und wenn ja, ii) die Schaltvorrichtung (10) in den ersten Betriebszustand zu setzen.
2. Schaltvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen ersten durch die Steuer- und Auswerteeinrichtung (100) ansteuerbaren Halbleiterschalter (80), wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, unter Ansprechen auf einen erfassten fehlerhaften Betrieb die Spule (42) des Relais (40) mittels des Halbleiterschalters (80) stromlos zu schalten. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Halbleiterschalter (80) parallel zur Erfassungseinrichtung (70) geschaltet ist, und dass der erste Halbleiterschalter (80) und die Erfassungseinrichtung (70) im gesteckten Zustand des Relais (40) in Reihe mit der Spule (42) geschaltet sind. Schaltvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (70) einen Spannungsteiler (71, 72) aufweist. Schaltvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zweiten durch die Steuer- und Auswerteeinrichtung (100) ansteuerbaren Halbleiterschalter (30), der in Reihe mit dem Schaltelement (41) des Relais (40) in den Strompfad (110) geschaltet ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung (100) dazu ausgebildet ist, unter Ansprechen auf einen erfassten fehlerhaften Betrieb den zweiten Halbleiterschalter (30) zu öffnen. Schaltvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Messeinrichtung (50), die zum Messen eines Stroms durch den Strompfad (110) ausgebildet ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung (100) dazu ausgebildet ist, unter Ansprechen auf das Messergebnis der Messeinrichtung (50) einen fehlerhaften Betrieb zu erfassen. Schaltvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung (10) ein Gehäuse (130), insbesondere ein
Tragschienengehäuse, aufweist, in welchem der Strompfad (110), die Steuer- 15 und Auswerteeinrichtung (100) und die Erfassungseinrichtung (70) angeordnet sind, und dass das Gehäuse (130) und das Relais (40) jeweils zur mechanischen und elektrischen Kopplung miteinander ausgebildet sind. Schaltvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im gesteckten Zustand des Relais (40) ein erster Spulenanschluss (43) mit dem Eingangsanschluss (20) und ein zweiter Spulenanschluss (44) mit der Erfassungseinrichtung (70) elektrisch verbunden ist. Schaltvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen der Steuer- und Auswerteeinrichtung (100) zugeordneten Zeitgeber (105), der dazu ausgebildet ist, unter Ansprechen auf das Ziehen des Relais (40) den Ablauf der vorbestimmten Zeit zu starten, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung (100) dazu ausgebildet ist, i) zu erkennen, wann die vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, und ii) unter Ansprechen auf die abgelaufene vorbestimmte Zeit die Schaltvorrichtung (10) in den ersten Betriebszustand zu setzen, wobei im ersten Betriebszustand der Ausgangsanschluss (21) elektrisch mit dem Eingangsanschluss (20) verbunden ist.
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