DE3710520C2 - Fernantrieb für Schutzschalter - Google Patents
Fernantrieb für SchutzschalterInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Fernantrieb für Schutz
schalter mit einem Magnetantrieb mit einer Anzugsspule.
Ein derartiger Fernantrieb kann beispielsweise nach Art eines
Schutzschaltwerkes durch impulsweises Anspannunglegen des
Magnetantriebes das Ein- und Ausschalten des Schutzschalters
bewirken. Es können aber auch zwei Magnetantriebe vorgesehen
werden, von denen der eine beim Anspannungslegen den Schutz
schalter ein- und der andere beim Anspannungslegen den
Schutzschalter wieder ausschaltet. Für beide Fernantriebe ist
der Aufwand relativ hoch.
Aus der US 41,67,716 ist ein Fernantrieb für einen handbetä
tigbaren Schutzschalter mit Kipphebelantrieb und Freiauslö
sung bekannt. Der kuppelbare Antrieb kann ein Magnetantrieb
sein. Er weist eine Umlenkung von translatorischer Bewegung
eines Stiftes in eine rotatorische Bewegung eines Hebels auf.
In der Literaturstelle "Schütze und Schützensteuerungen",
Berlin, Springer Verlag, 1967, Seiten 2, 77, 78, 335, 336 ist
die prinzipielle Funktion von Schützen und Schützensteuerun
gen erläutert. Ein hierbei verwendeter Magnetantrieb kann ei
ne Anzugsspule und eine Haltespule aufweisen, wobei letztere
in Reihe mit einem Selbsthaltekontakt liegen kann. Die An
zugsspule zum Einschalten kann magnetwegabhängig abschaltbar
sein.
In der DE-OS 26 01 799 ist eine Anzugsspule offenbart, zu der
eine Sanftstartbeschaltung zugeschaltet ist. Die Sanftstart
beschaltung besteht hier aus einem von einem RC-Glied steuer
baren Trial.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
einfach aufgebauten Fernantrieb der obengenannten Art zu
schaffen, der auch bei relativ geringem Energieaufwand mit
einfachen Bauteilen auskommt. Dies wird auf einfache Weise
durch einen Fernantrieb gemäß Patentanspruch 1 erreicht.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn neben der Anzugsspule eine
Haltespule vorgesehen ist, und wenn die Anzugs- und Haltespu
le mit einem Selbsthaltekontakt des Schutzschalters in Reihe
liegen und die Anzugsspule beim Einschalten magnetantriebs
wegabhängig abschaltbar ist. Um die Energie für das Einge
schaltethalten des Schutzschalters auf einem relativ geringen
Niveau zu halten ist es weiterhin von Vorteil, wenn die durch
die Haltespule erzeugte Haltekraft im wesentlichen der einer
Rückstell- und Ausschaltfeder für Fernantrieb und Schutz
schalter entspricht. Hierzu hat es sich weiterhin als von
Vorteil erwiesen, wenn die Wirklinie der Rückstell- und Aus
schaltfeder im eingeschalteten Zustand des Schutzschalters im
wesentlichen in einer Totpunktlage liegt. Um beim Ausschalt
vorgang vor Ort nicht die Kraft, die durch die Haltespule er
zeugt ist, überwinden zu müssen ist es vorteilhaft, wenn zwi
schen Magnetantrieb und einer Handhabe des Schutzschalters
ein elastisches Glied derart zwischengeschaltet ist, daß beim
Ausschaltvorgang vor Ort von Hand vor der Ausschaltung der
Selbsthaltekontakt geöffnet ist. Eine einfache konstruktive
Ausführung des erfindungsgemäßen Fernantriebes ergibt sich,
wenn Fernantrieb und Schutzschalter als Module miteinander
verbindbar und der Fernantrieb über eine der des Schutzschal
ters ähnliche Handhabe mit dieser mittels eines verschiebba
ren Mitnehmers kuppelbar ist. Um die Handhaben in der AUS-
Stellung verriegeln zu können ist es weiterhin von Vorteil,
wenn der Mitnehmer über einen verschiebbaren Riegel verrie
gelbar ist. Um zu verhindern, daß Anzugs- und/oder Haltespule
im verriegelten Zustand unnötigerweise an Spannung liegen ist
es von Vorteil, wenn der Riegel mit einem Öffner zur Abschal
tung der Anzugs- und Haltespule in verriegelter Stellung in
Wirkverbindung steht. Um ein Aufheben der Ver- oder Entriege
lung durch beliebige Personen verhindern zu können ist es
weiterhin von Vorteil, wenn der Riegel durch ein Vorhänge
schloß in ver- und entriegelnder Lage festsetzbar ist.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel gemäß der
Erfindung beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1, 2 und 3 Vorder-, Seitenansicht und Draufsicht auf den
mit dem Schutzschalter miteinander verbundenen Fern
antrieb auf einer Normtragschiene aufgeschnappt, wobei
Fig. 2 ohne den zugehörigen Riegel dargestellt ist.
Fig. 4 eine prinzipmäßige Darstellung des Fernantriebes in
Aus-Stellung,
Fig. 5 die Anordnung nach Fig. 4 in Ein-Stellung,
Fig. 6 das Überführen der Einstellung nach Fig. 5 vor Ort von
Hand in die Ausschaltstellung beim öffnen des Selbst
haltekontaktes,
Fig. 7 eine Gegenüberstellung der Kraftbedarfslinie des Schutz
schalters in bezug auf die vom Magnetantrieb erzeugten
Kennlinien,
Fig. 8 eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung dieser Sanft
startbedingung,
Fig. 9 eine Tabelle mit den Ver- und Entriegelungsmöglichkei
ten des Antriebs in bezug auf den Schutzschalter bei
mechanischer Kopplung bzw. Entkopplung.
Wie die Fig. 1 bis 3 zeigen, ist der Fernantrieb in einem dem
Schutzschalter 1 entsprechenden Modul 2 angeordnet, die auf
einer Normtragschiene gehalten über Schnappverbindung 4 mit
einander verbunden werden können. Der Schutzschalter 1 ist
mit den Energieklemmen 5 und Anschlußklemmen 6 für eingebaute
Hilfsschalter ausgestattet, von denen einer Selbsthaltekontakt
7 ausgebildet ist. Der Schutzschalter 1 und das Modul 2 be
sitzen Handhaben 8 bzw. 9, die über einen verschiebbaren Mit
nehmer 10 miteinander kuppelbar sind. Ein im Gehäuse des Mo
duls 2 verschiebbarer Riegel 11 kann in verriegelter Stellung
in den Bewegungsbereich der Handhabe 9 bzw. des Mitnehmers 10
eingreifen. Eine Öffnung 12 dient zum Einhängen eines Vorhän
geschlosses 13 in verriegelter Stellung. Die Verschiebungs
blockierung übernimmt ein gehäusefester Ansatz 14. Anschluß
klemmen 15 und 16 für den Fernantrieb dienen zur Energiezu
führung. Die Verdrahtung von Ein- und Aus-Taster und Selbst
haltekontakt 7 erfolgt außerhalb des Moduls 2.
Wie die Fig. 4 zeigt, beinhaltet der Fernantrieb einen
Magnetantrieb 17, das eine Anzugsspule 18 und eine Haltespule 19
beinhaltet. Der als Tauchanker ausgebildete Anker trägt das
Bezugszeichen 20 und arbeitet mit der Polplatte 21 zusammen.
Die Umwandlung der translatorischen Bewegung des Tauchankers
20 in eine rotatorische Bewegung erfolgt über ein Band 22,
das mit dem Anker verbunden ist, und eine Umlenkwelle 23. Die
Umlenkwelle arbeitet entgegen der Kraft einer Torsionsfeder
24, die als Rückstellfeder für den Fernantrieb und auch als
Ausschaltfeder für den Schutzschalter 1 dient. Ein Stößel 25
ist mit der Umlenkwelle 23 gekoppelt, der seinerseits mit der
Antriebswelle 26 über die Gelenkverbindung 27 in Verbindung
steht. Die Antriebswelle 26 ist gehäusefest gelagert und en
det in der Handhabe 9. Der Stößel 25 ist teleskopartig ausge
bildet und wird von einem elastischen Glied (einer Stößelfeder 28) umgriffen, die eine
elastische Kupplung zwischen Antriebswelle 26 und Umlenkwelle
23 herstellt. Ein an der Umlenkwelle 23 angeformter Nocken 29
dient zum Öffnen eines Öffnerkontaktes 30, der die Anzugsspu
le nach einem gewissen Einschaltweg spannungslos macht. Dies
erfolgt beim Übergang von der aus Fig. 4 in Fig. 5 ersichtli
chen Lage des Antriebes. Beim Übergang von der aus Fig. 4 in
Fig. 5 ersichtlichen Lage kommt der Antrieb in eine gewisse
Totpunktlage, was die Wirkungslinien 31 und 32 ohne Erläu
terung zeigen. Bei der Ausschaltung vor Ort von Hand muß die
Antriebswelle 26 gegen die Kraft der Stößelfeder 28 solange
in die Aus-Richtung gedrückt werden, bis der im Schutzschal
ter integrierte Selbsthaltekontakt 7 geöffnet wird. Hierbei
verliert der Magnetantrieb seine Kraft und die Rückstellfeder
24 bringt den den Antrieb vollständig in die Aus-Stellung,
siehe hierzu Fig. 6.
In Fig. 7 zeigt der Kurvenzug 33 die Kraftbedarfslinie des
Schutzschalters. Um den Schutzschalter mit Sicherheit betäti
gen zu können, wird im allgemeinen eine Antriebskennlinien,
wie sie der gestrichelte Linienzug 34 darstellt, notwendig
sein. Durch die Sanftstartbeschaltung gemäß Fig. 8 werden je
doch mehrere Magnetkennlinien durchfahren, bis die Magnetkenn
linie 35 eine Einschaltung des Schutzschalters bewirken kann,
da sie oberhalb der Kraftbedarfskurve liegt, bis zum Zeitpunkt
36 der Schalter 30 des Antriebs geöffnet wird und somit die
Sanftstartbeschaltung spannungslos gemacht wird. Die im Modul
2 untergebrachte Sanftstartbeschaltung besteht, wie Fig. 8
zeigt, aus zwei Brückengleichrichtern 37, 38, von denen der
Gleichrichter 37 mit der Anzugsspule 18, zu der eine Freilauf
diode 39 parallel geschaltet ist, und der Drain-Source-Strecke
eines Feldeffekttransistors 40 in Reihe an Spannung liegt.
Eine Zenerdiode 41 sorgt für eine konstante Spannung an der
Reihenschaltung von einem Widerstand 42 mit einem Kondensator
43, sowie einem weiteren Widerstand 44, wobei der Verbin
dungspunkt zwischen Widerstand 42 und Kondensator 43 am Gate
des Feldeffekttransistors 40 liegt. In Reihe mit der Zener
diode 41 liegt der Vorwiderstand 45 an den Gleichstromklemmen
des Brückengleichrichters 37. Die Wechselstromausgänge der
Brückengleichrichter 37 und 38 stehen über den Öffnerkontakt
46, der vom Riegel 11 betätigbar ist, mit der anderen Netzzu
leitung über die Klemme 47 des Moduls 2 in elektrisch leiten
der Verbindung. Die Klemme 48 des Moduls führt zu dem Öffner
kontakt 30, und außerhalb die Reihenschaltung eines Ein- 49
und eines Aus-Tasters 50 an den anderen Netzpolen angeschal
tet. Zum Ein-Taster 49 ist der Selbsthaltekontakt 7 des
Schutzschalters parallel geschaltet. Zur Funktion der Sanft
startbeschaltung ist folgendes auszuführen: Wird mit dem Ein-
Taster 49 die Schaltung an Spannung gelegt, so hat der Feld
effekttransistor 40 während des Anzugsvorgangs des Magnetsy
stems die Funktion eines veränderlichen Gleichstromwiderstan
des, der anfangs mit seinem hohen Widerstand nur einen klei
nen Strom fließen läßt. Die Zenerdiode 41 gibt eine konstante
Spannung vor. Durch das Verhältnis der Widerstände 42 und 44
wird am Gate-Eingang eine bestimmte Anfangsspannung vorgege
ben. Die Widerstände 42 und 44 bestimmen mit dem Kondensator
43 eine Zeitkonstante, mit der die Spannung am Gate des Feldef
fekttransistors 40 hochgesteuert wird. Der Anzugsvorgang wird
in etwa 150 bis 200 ms durchgeführt. Das Resultat dieses ver
zögerten Anzuges ist, daß das Magnetsystem im wesentlichen
erschütterungsfrei durchzieht. Die hohe Ankergeschwindigkeit
wird durch die erfindungsgemäße Schaltung vermieden.
In Fig. 9 sind die einzelnen Verriegelungsmöglichkeiten des
Riegels und des Mitnehmers in bezug auf die Handhaben 8 und 9
dargestellt. Die oberen beiden Bilder stellen die Stellung
von Riegel und Mitnehmer bei mechanischer Kopplung bzw. Ent
kopplung beim Antrieb in Aus-Stellung dar, wobei eine mecha
nische und elektrische Entriegelung vorgenommen werden kann.
Hierbei ist der im Schutzschalter integrierte Hilfsschalter
geschlossen. In der zweiten Reihe ist im linken Bild die me
chanische und elektrische Verriegelung, d. h. Einbringen des
Vorhängeschlosses, so daß der Mitnehmer 10 nicht mehr beweg
bar ist, und der Hilfsschalter 46 ist geöffnet. Die mechani
sche Entkoppelung und die mechanische und elektrische Verrie
gelung, d. h. der Riegel in der rechten Stellung, ist nicht
gleichzeitig möglich; denn in beiden darunterliegenden Stel
lungen ist der Antrieb in Ein-Stellung, und der Riegel ist in
einer derartigen Stellung, daß eine mechanische und elektri
sche Entriegelung vorhanden ist. In Ein-Stellung des Fernan
triebs erfolgt somit keine mechanische Verriegelung.
Claims (9)
1. Fernantrieb für Schutzschalter (1) mit einem Magnetan
trieb (17) mit einer Anzugsspule (18), gekenn
zeichnet durch eine Sanftstartbeschaltung mit
einem in Reihe zur Anzugsspule (18) liegenden Feldeffekttran
sistor (40), dessen Gleichstromwiderstand zeitabhängig ver
änderbar ist.
2. Fernantrieb nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß neben der Anzugsspule (18)
eine Haltespule (19) vorgesehen ist, und daß die Anzugs- (18)
und Haltespule (19) mit einem Selbsthaltekontakt (7) des
Schutzschalters (1) in Reihe liegen und die Anzugsspule (18)
beim Einschalten magnetantriebswegabhängig abschaltbar ist.
3. Fernantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die durch
die Haltespule (19) erzeugte Haltekraft im wesentlichen der
einer Rückstell- und Ausschaltfeder (24) für Fernantrieb und
Schutzschalter (1) entspricht.
4. Fernantrieb nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Wirklinie der Rückstell-
und Ausschaltfeder (24) im eingeschalteten Zustand des
Schutzschalters (1) in einer Totpunktlage liegt.
5. Fernantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
Magnetantrieb (17) und einer Handhabe (9) des Schutzschalters
(1) ein elastisches Glied (28) derart zwischengeschaltet ist,
daß beim Ausschaltvorgang vor Ort von Hand vor der Ausschal
tung der Selbsthaltekontakt (7) geöffnet ist.
6. Fernantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß Fern
antrieb und Schutzschalter (1) als Module (1, 2) miteinander
verbindbar und der Fernantrieb über eine der des Schutzschal
ters (1) ähnliche Handhabe (9) mit dieser (8) mittels eines
verschiebbaren Mitnehmers (10) kuppelbar ist.
7. Fernantrieb nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Mitnehmer (10) über einen
verschiebbaren Riegel (11) verriegelbar ist.
8. Fernantrieb nach Anspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Riegel (11) mit einem
Öffner (46) zur Abschaltung der Anzugs- (18) und Haltespule
(19) in verriegelter Stellung in Wirkverbindung steht.
9. Fernantrieb nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Riegel (11) durch ein
Vorhängeschloß (13) in verriegelnder Lager festsetzbar ist.
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