-
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter, insbesondere einen elektrischen Leistungsschalter, mit einem Motorantrieb.
-
Bekanntermaßen lassen sich elektrische Schalter mit separaten Motorantrieben ausstatten, mit denen sich ein Umschalten der elektrischen Schalter durch eine Fernsteuerung bewirken lässt. Derartige Motorantriebe werden üblicherweise von außen auf die Schaltergehäuse der elektrischen Schalter aufgesetzt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Schalter anzugeben, der eine Fernsteuerung des Motorantriebs von außen ermöglicht und dabei ein besonders hohes Maß an Bediensicherheit gewährleistet.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen elektrischen Schalter mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Schalters sind in Unteransprüchen angegeben.
-
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Motorantrieb einen Bedienschalter aufweist, der zumindest zwei Schaltstellungen ermöglicht, wobei der Bedienschalter in einer ersten Schaltstellung eine manuelle Bedienung des Motorantriebs und in einer zweiten Schaltstellung eine Fernsteuerung des Motorantriebs über ein Steuersignal an einem Steuersignaleingang des Motorantriebs erlaubt, und der Motorantrieb eine mit dem Bedienschalter und dem Steuersignaleingang in Verbindung stehende Steuereinrichtung aufweist, die derart ausgestaltet ist, dass sie eine ferngesteuerte Betätigung des elektrischen Schalters durch den Motorantrieb ausschließlich dann zulässt, wenn der Bedienschalter seine zweite Schaltstellung einnimmt und gleichzeitig das Steuersignal an dem Steuersignaleingang einen Signalwechsel vornimmt.
-
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Motorantriebs ist darin zu sehen, dass dieser ein unbeabsichtigtes zufälliges Einschalten des Schalters verhindert, wenn bei einem Umschalten des Bedienschalters am Steuersignaleingang noch ein elektrisches Restpotential verblieben ist, das auf eine vorangegangene, aber zeitlich nicht mehr aktuelle Fernsteuerung des Motorantriebs zurückzuführen ist. Ist beispielsweise zu einem früheren Zeitpunkt ein Einschalten des elektrischen Schalters durch Anlegen eines entsprechenden Potentials am Steuersignaleingang verlangt worden, die Ausführung dieses Befehls jedoch wegen der ersten Schaltstellung des Bedienschalters unterbunden worden, so könnte es zu einem späteren Zeitpunkt, wenn der Bedienschalter in die zweite Schaltstellung gebracht wird, zu einer fehlerhaften Fernsteuerung des Schalters kommen, falls das am Steuersignaleingang früher angelegte Potential nicht zurückgesetzt oder abgebaut worden ist. An dieser Stelle setzt die Erfindung an, indem erfindungsgemäß vorgesehen wird, dass eine elektrische Fernsteuerung des Schalters nur dann erfolgen kann, wenn der Bedienschalter seine zweite Schaltstellung einnimmt und gleichzeitig das Steuersignal an dem Steuersignaleingang einen Signalwechsel vornimmt. Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme wird sichergestellt, dass ein ferngesteuertes Umschalten des Schalters nur dann erfolgen kann, wenn tatsächlich bewusst und gezielt über die Fernsteuerung ein Umschalten hervorgerufen bzw. veranlasst werden soll. Tritt kein "beabsichtigter" Signalwechsel am Steuersignaleingang auf, so wird das jeweils vorhandene Steuersignalpotential unberücksichtigt gelassen.
-
Vorzugsweise berücksichtigt die Steuereinrichtung ausschließlich solche Signalwechsel, die einen Signalinformationswechsel anzeigen.
-
Gemäß einer ersten besonders bevorzugten Ausgestaltung des elektrischen Schalters ist vorgesehen, dass das Steuersignal an dem Steuersignaleingang eine die Fernsteuerung deaktivierende Signalinformation und eine die Fernsteuerung aktivierende Signalinformation aufweisen kann und die Steuereinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie eine ferngesteuerte Betätigung des elektrischen Schalters durch den Motorantrieb ausschließlich dann zulässt, wenn das Steuersignal von der die Fernsteuerung deaktivierenden Signalinformation zu der die Fernsteuerung aktivierenden Signalinformation wechselt. Bei der ersten besonders bevorzugten Ausgestaltung wertet die Steuereinrichtung also ein Steuersignal aus, mit dem die Fernsteuerung aktiviert oder deaktiviert wird.
-
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn das Steuersignal an dem Steuersignaleingang einen die Fernsteuerung deaktivierenden Signalpegel und einen die Fernsteuerung aktivierenden Signalpegel aufweisen kann und die Steuereinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie eine ferngesteuerte Betätigung des elektrischen Schalters durch den Motorantrieb ausschließlich dann zulässt, wenn das Steuersignal von dem die Fernsteuerung deaktivierenden Signalpegel zu dem die Fernsteuerung aktivierenden Signalpegel wechselt.
-
Gemäß einer zweiten besonders bevorzugten Ausgestaltung des Schalters ist vorgesehen, dass das Steuersignal an dem Steuersignaleingang eine das Ausschalten des Schalters verlangende Ausschaltinformation und eine das Einschalten des Schalters verlangende Einschaltinformation aufweisen kann und die Steuereinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie ein Einschalten des elektrischen Schalters durch den Motorantrieb ausschließlich dann veranlasst, wenn der Bedienschalter seine zweite Schaltstellung einnimmt und gleichzeitig das Steuersignal von der Ausschaltinformation zur Einschaltinformation wechselt. Bei der zweiten besonders bevorzugten Ausgestaltung wertet die Steuereinrichtung also ein Steuersignal aus, das die Information zum Einschalten oder Ausschalten des Schalters trägt.
-
Bezüglich der zweiten bevorzugten Ausgestaltung wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn das Steuersignal an dem Steuersignaleingang einen das Ausschalten des Schalters verlangenden "Ausschaltpegel" und einen das Einschalten des Schalters verlangenden "Einschaltpegel" aufweisen kann, und die Steuereinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie ein Einschalten des elektrischen Schalters durch den Motorantrieb ausschließlich dann veranlasst, wenn der Bedienschalter seine zweite Schaltstellung einnimmt und gleichzeitig das Steuersignal von dem Ausschaltpegel zu dem Einschaltpegel wechselt.
-
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung derart ausgestaltet, dass sie nach einem Wechsel der Schaltstellung des Bedienschalters das Steuersignal am Steuersignaleingang für eine vorgegebene Sperrzeit unberücksichtigt lässt.
-
Der Bedienschalter weist bevorzugt zusätzlich zu der ersten und zweiten Schaltstellung eine dritte Schaltstellung auf, in der der Motorantrieb und damit ein Umstellen des elektrischen Schalters durch den Motorantrieb blockiert werden.
-
Vorzugsweise ist die zweite Schaltstellung des Bedienschalters zwischen der ersten und dritten Schaltstellung des Bedienschalters angeordnet. In diesem Fall wird es als vorteilhaft angesehen, wenn ein Umstellen des Bedienschalters von der ersten in die dritte Schaltstellung oder ein Umstellen von der dritten in die erste Schaltstellung ein zwischenzeitliches Aktivieren oder Passieren der zweiten Schaltstellung erfordert.
-
Bei dem Bedienschalter handelt es sich vorzugsweise um einen Schiebeschalter.
-
Um ein einfaches Anbringen des Motorantriebs am Schaltergehäuse des Schalters zu ermöglichen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Motorantrieb an einem Schaltergehäuse des Schalters mittels einer Rasteinrichtung gehalten wird, die ein Abnehmen des Motorantriebs durch Entrasten der Rasteinrichtung ermöglicht.
-
Die Rasteinrichtung weist bevorzugt zumindest ein bedienerseitig betätigbares Entrastelement auf, mit dem die Rasteinrichtung entrastet werden kann und eine Entnahme des Motorantriebs ermöglicht wird.
-
Vorzugsweise bewirkt das Entrastelement bei einer bedienerseitigen Bedienung sowohl das Entrasten der Rasteinrichtung als auch ein Umstellen des Bedienschalters in die zweite Schaltstellung.
-
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf einen Motorantrieb, insbesondere für einen elektrischen Schalter, wie er oben beschrieben worden ist.
-
Bezüglich eines solchen Motorantriebs wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Motorantrieb einen Bedienschalter aufweist, der zumindest zwei Schaltstellungen ermöglicht, wobei der Bedienschalter in einer ersten Schaltstellung eine manuelle Bedienung des Motorantriebs und in einer zweiten Schaltstellung eine Fernsteuerung des Motorantriebs über ein Steuersignal an einem Steuersignaleingang des Motorantriebs erlaubt, und der Motorantrieb eine mit dem Bedienschalter und dem Steuersignaleingang in Verbindung stehende Steuereinrichtung aufweist, die derart ausgestaltet ist, dass sie eine ferngesteuerte Betätigung des elektrischen Schalters durch den Motorantrieb ausschließlich dann zulässt, wenn der Bedienschalter seine zweite Schaltstellung einnimmt und gleichzeitig das Steuersignal an dem Steuersignaleingang einen Signalwechsel vornimmt.
-
Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Motorantriebs sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Schalter verwiesen, da die Vorteile des erfindungsgemäßen Schalters denen des erfindungsgemäßen Motorantriebs im Wesentlichen entsprechen.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft
-
1 ein Ausführungsbeispiel für einen elektrischen Schalter, der mit einem Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Motorantrieb ausgestattet ist,
-
2 ein Ausführungsbeispiel für eine Steuereinrichtung für den Motorantrieb des Schalters gemäß 1,
-
3 beispielhaft die Arbeitsweise der Steuereinrichtung gemäß 2 näher im Detail,
-
4 ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Steuereinrichtung, die für den Motorantrieb des Schalters gemäß 1 geeignet ist, und
-
5–6 die Arbeitsweise der Steuereinrichtung gemäß 4 näher im Detail.
-
In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
-
Die 1 zeigt einen elektrischen Schalter 10, bei dem es sich beispielsweise um einen elektrischen Leistungsschalter, insbesondere einen dreiphasigen elektrischen Leistungsschalter, handeln kann. Der Schalter 10 umfasst ein Schaltergehäuse 20, in dem nicht weiter dargestellte elektrische Schaltkontakte vorhanden sind, mit denen sich ein ein- oder mehrphasiger Strom I ein- und ausschalten lässt.
-
Der elektrische Schalter 10 ist darüber hinaus mit einem Motorantrieb 30 ausgestattet, der mittels einer nicht weiter dargestellten Rasteinrichtung an dem Schaltergehäuse 20 des Schalters 10 gehalten wird. Die Rasteinrichtung ermöglicht ein Abnehmen des Motorantriebs 30 von dem Schaltergehäuse 20, indem ein bedienerseitig betätigbares Entrastelement 40 gedrückt wird. Durch Betätigen des Entrastelements 40 wird die Rasteinrichtung von einer verrasteten Position in eine entrastete Position überführt und der Motorantrieb 30 freigegeben, so dass eine Entnahme des Motorantriebs 30 von dem Schaltergehäuse 20 möglich ist.
-
In der 1 erkennt man darüber hinaus einen Bedienschalter 50, der an einer Außenseite des Motorantriebs 30 angebracht ist. Der Bedienschalter 50 ermöglicht drei Schaltstellungen, nämlich eine erste Schaltstellung, die mit dem Bezugszeichen M gekennzeichnet ist, eine zweite Schaltstellung, die mit dem Bezugszeichen R gekennzeichnet ist, sowie eine dritte Schaltstellung, die mit dem Bezugszeichen L gekennzeichnet ist.
-
Befindet sich der Bedienschalter 50 in seiner ersten Schaltstellung M, so ist eine manuelle Bedienung des Motorantriebs 30 möglich; eine Fernsteuerung des Motorantriebs 30 wird in der ersten Schaltstellung M unterbunden.
-
Befindet sich der Bedienschalter 50 in seiner zweiten Schaltstellung R, so ermöglicht der Motorantrieb 30 eine Fernsteuerung aus der Ferne.
-
In der dritten Schaltstellung L des Bedienschalters 50 ist der Motorantrieb 30 vollständig gesperrt, so dass weder eine manuelle Betätigung von außen am Motorantrieb 30 noch eine Fernsteuerung aus der Ferne möglich ist.
-
In der 1 erkennt man darüber hinaus zwei Steuersignaleingänge, von denen ein erster Steuersignaleingang mit dem Bezugszeichen 60 und ein zweiter Steuersignaleingang mit dem Bezugszeichen 70 gekennzeichnet ist. Wie weiter unten noch näher im Detail erläutert werden wird, dient der erste Steuersignaleingang 60 zum Einspeisen eines Fernsteuerungsaktivierungssignals SR, mit dem eine Fernsteuerung des Motorantriebs 30 aktiviert werden kann, sofern sich der Bedienschalter 50 in seiner zweiten Schaltstellung R befindet.
-
Der zweite Steuersignaleingang 70 dient zum Einspeisen eines Umstellsignals SU, mit dem sich der elektrische Schalter bzw. die im Schaltergehäuse 20 des elektrischen Schalters befindlichen Schaltkontakte zum Ein- oder Ausschalten des Stromes I verstellen lassen.
-
Der Motorantrieb 30 ist mit einer in der 1 nicht dargestellten Steuereinrichtung ausgestattet, die die beiden an den beiden Steuersignaleingängen 60 und 70 anliegenden Steuersignale, also das Fernsteuerungsaktivierungssignal SR und das Umstellsignal SU, in Abhängigkeit von der jeweiligen Schaltstellung des Bedienschalters 50 verarbeitet.
-
Ein Ausführungsbeispiel für eine solche Steuereinrichtung ist in der 2 näher im Detail gezeigt und mit dem Bezugszeichen 100 gekennzeichnet. Die Steuereinrichtung 100 umfasst ein Auswertmodul 110 sowie zwei UND-Glieder 120 und 130.
-
Das Auswertmodul 110 der Steuereinrichtung 100 ist mit dem Fernsteuerungsaktivierungssignal SR sowie mit einem Bedienschalterstellungssignal SA beaufschlagt. Das Bedienschalterstellungssignal SA gibt die jeweilige Schaltstellung des Bedienschalters 50 gemäß 1 an: Nachfolgend wird beispielhaft davon ausgegangen, dass das Bedienschalterstellungssignal SA eine logische "1" aufweist, wenn sich der Bedienschalter 50 in seiner zweiten Schaltstellung R befindet. Befindet sich hingegen der Bedienschalter 50 in seiner ersten Schaltstellung M oder seiner dritten Schaltstellung L, so weist das Bedienschalterstellungssignal SR bei den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen eine logische "0" auf. Selbstverständlich kann die Zuordnung auch umgekehrt sein.
-
Die Funktion des Auswertmoduls 110 besteht darin, mit dem anliegenden Fernsteuerungsaktivierungssignal SR sowie dem Bedienschalterstellungssignal SA ein Freischaltsignal SRB zum Freischalten der Fernbedienung des Motorantriebs 30 zu erzeugen. Das Auswertmodul 110 oder die Steuereinrichtung 100 insgesamt können beispielsweise durch einen Mikroprozessor oder einen Mikrocontroller gebildet sein oder einen solchen zumindest auch umfassen.
-
Die Arbeitsweise des Auswertmoduls 110 wird beispielhaft anhand der 3 näher erläutert.
-
In der 3 erkennt man oben beispielhaft den Signalverlauf des Fernsteuerungsaktivierungssignals SR über der Zeit t. Bei der Darstellung gemäß 3 wird beispielhaft davon ausgegangen, dass das Fernsteuerungsaktivierungssignal SR eine logische "1" aufweist, wenn eine Fernsteuerung des Motorantriebs 30 bzw. des elektrischen Schalters 10 gemäß 1 aus der Ferne erfolgen soll. Soll hingegen keine Fernsteuerung durchgeführt werden, so wird am ersten Steuersignaleingang 60 ein Fernsteuerungsaktivierungssignal SR mit einer logischen "0" erzeugt.
-
Die 3 zeigt weiterhin beispielhaft den zeitlichen Verlauf der Schaltstellung des Bedienschalters 50 gemäß 1. Es lässt sich erkennen, dass der Bedienschalter 50 in der Zeitspanne zwischen 0 und t2 die dritte Schaltstellung L, in der Zeitspanne zwischen t2 und t6 die zweite Schaltstellung R, in der Zeitspanne zwischen t6 und t8 die erste Schaltstellung M und ab dem Zeitpunkt t8 wieder die zweite Schaltstellung R einnehmen soll.
-
Die 3 zeigt weiterhin den zeitlichen Verlauf des Bedienschalterstellungssignals SA über der Zeit t. Es lässt sich erkennen, dass das Bedienschalterstellungssignal SA lediglich in der Zeitspanne zwischen t2 und t6 sowie ab dem Zeitpunkt t8 eine logische "1" aufweist. In den Zeitspannen zwischen 0 und t2 sowie zwischen t6 und t8 weist das Bedienschalterstellungssignal SA eine logische "0" auf, weil sich der Bedienschalter 50 entweder in der ersten Schaltstellung M oder in der dritten Schaltstellung L befindet.
-
Das Auswertmodul 110 der Steuereinrichtung 100 gemäß 2 wertet das Fernsteuerungsaktivierungssignal SR sowie das Bedienschalterstellungssignal SA aus und erzeugt das Freischaltsignal SRB zum Freischalten der Fernbedienung derart, dass das Freischaltsignal SRB lediglich dann eine logische "1" aufweist, wenn das Bedienschalterstellungssignal SA eine logische "1" und gleichzeitig das Fernsteuerungsaktivierungssignal SR eine positive Signalflanke aufweist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 wird das Freischaltsignal SRB somit nur in den Zeitspannen zwischen t4 und t5 sowie zwischen t10 und t11 eine logische "1" aufweisen, da nämlich nur in diesen beiden Zeitschlitzen beide Kriterien erfüllt sind. Zu allen anderen Zeiten weist entweder das Bedienschalterstellungssignal SA eine logische "0" auf, oder aber es tritt kein positiver Signalpegelwechsel des Fernsteuerungsaktivierungssignals SR auf. Die positiven Signalpegelwechsel des Fernsteuerungsaktivierungssignals SR sind in der 3 zum besseren Verständnis mit Pfeilen gekennzeichnet.
-
Wieder Bezug nehmend auf die 2 lässt sich erkennen, dass das UND-Glied 120 das von dem Auswertmodul 110 gebildete Freischaltsignal SRB sowie das Umstellsignal SU, das an dem zweiten Steuersignaleingang 70 des Motorantriebs 30 gemäß 1 eingespeist wird, auswertet. Ausschließlich dann, wenn sowohl das Freischaltsignal SRB als auch das Umstellsignal SU eine logische "1" aufweisen, wird die Steuereinrichtung 100 gemäß 2 ein Einschaltsignal SEIN erzeugen, mit dem der elektrische Schalter 10 gemäß 1 bzw. die im Schaltergehäuse 20 befindlichen Schaltkontakte zum Einschalten des Stromes I eingeschaltet werden.
-
Weist das Freischaltsignal SRB eine logische "1" und das Umstellsignal SU eine logische "0" auf, so wird das weitere UND-Glied 130 ein Ausschaltsignal SAUS mit einer logischen "1" erzeugen, mit dem der elektrische Schalter 10 gemäß 1 bzw. dessen Schaltkontakte ausgeschaltet werden.
-
Die Ausgangssignale SEIN und SAUS werden zu einer nicht weiter dargestellten Motorantriebssteuerung des Motorantriebs 30 weitergeleitet, die in Abhängigkeit von den logischen Zuständen der beiden Signale den Motorantrieb 30 aktivieren und den elektrischen Schalter ein- oder ausschalten kann.
-
Die 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Steuereinrichtung, die bei dem Motorantrieb 30 gemäß 1 eingesetzt werden kann. Die Steuereinrichtung 200 umfasst zwei Auswertmodule 210 und 220, die jeweils mit dem Umstellsignal SU sowie dem Bedienschalterstellungssignal SA beaufschlagt sind.
-
Die Auswertmodule 210 und 220 können beispielsweise durch einen Mikroprozessor oder einen Mikrocontroller gebildet sein.
-
Das Auswertmodul 210 erzeugt ausgangsseitig ein Einschaltsignal SEIN zum Einschalten des elektrischen Schalters 10 bzw. zum Einschalten des Stromes I gemäß 1, wenn das Bedienschalterstellungssignal SA eine logische "1" aufweist und das Umstellsignal SU von einer logischen "0" auf eine logische "1" wechselt. Hierbei wird wieder beispielhaft davon ausgegangen, dass das Umstellsignal SU eine logische "0" aufweist, wenn der elektrische Schalter 10 gemäß 1 ausgeschaltet sein soll, und eine logische "1" aufweist, wenn der elektrische Schalter gemäß 1 eingeschaltet sein soll.
-
Der zeitliche Verlauf des Einschaltsignals SEIN ist beispielhaft in der 5 gezeigt. Es lässt sich erkennen, dass das Einschaltsignal SEIN lediglich in den Zeitschlitzen zwischen t4 und t5 sowie zwischen t10 und t11 eine logische "1" aufweist, wohingegen in allen anderen Zeitschlitzen das Einschaltsignal SEIN eine logische "0" aufweist.
-
Das zweite Auswertmodul 220 gemäß 4 arbeitet analog, wobei es jedoch dazu bestimmt ist, ausgangsseitig ein Ausschaltsignal SAUS zu erzeugen, und zwar jeweils dann, wenn das Bedienschalterstellungssignal SA eine logische "1" aufweist und das Umstellsignal SU eine negative Signalflanke zeigt. Der zeitliche Verlauf des Ausschaltsignals SAUS ist beispielhaft in der 6 dargestellt.
-
Die Ausgangssignale SEIN und SAUS der beiden Auswertmodule 210 und 220 der Steuereinrichtung 200 werden zu einer nicht weiter dargestellten Motorantriebssteuerung des Motorantriebs 30 weitergeleitet, die in Abhängigkeit von den logischen Zuständen der beiden Signale SEIN und SAUS den Motorantrieb 30 aktivieren und den elektrischen Schalter ein- oder ausschalten kann.
-
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Schalter
- 20
- Schaltergehäuse
- 30
- Motorantrieb
- 40
- Entrastelement
- 50
- Bedienschalter
- 60
- erster Steuersignaleingang
- 70
- zweiter Steuersignaleingang
- 100
- Steuereinrichtung
- 110
- Auswertmodul
- 120
- UND-Glied
- 130
- UND-Glied
- 200
- Steuereinrichtung
- 210
- Auswertmodul
- 220
- Auswertmodul
- I
- Strom
- M
- erste Schaltstellung
- R
- zweite Schaltstellung
- L
- dritte Schaltstellung
- SA
- Bedienschalterstellungssignal
- SAUS
- Ausschaltsignal
- SEIN
- Einschaltsignal
- SR
- Fernsteuerungsaktivierungssignal
- SRB
- Freischaltsignal
- SU
- Umstellsignal
- t
- Zeit
