EP2045825A1 - Switching element - Google Patents

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Publication number
EP2045825A1
EP2045825A1 EP07019278A EP07019278A EP2045825A1 EP 2045825 A1 EP2045825 A1 EP 2045825A1 EP 07019278 A EP07019278 A EP 07019278A EP 07019278 A EP07019278 A EP 07019278A EP 2045825 A1 EP2045825 A1 EP 2045825A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching
switching element
test
contact
circuit
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.)
Withdrawn
Application number
EP07019278A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Josef Scherl
Rudolf Zimmermann
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP07019278A priority Critical patent/EP2045825A1/en
Publication of EP2045825A1 publication Critical patent/EP2045825A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/02Bases, casings, or covers
    • H01H9/0271Bases, casings, or covers structurally combining a switch and an electronic component
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/16Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"
    • H01H9/167Circuits for remote indication
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/16Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"
    • H01H9/161Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off" comprising light emitting elements

Definitions

  • the invention relates to a switching element, comprising a switching element with a switching contact for the production or interruption of a circuit. Furthermore, the invention relates to a command device, in particular emergency stop switch, with such a switching element.
  • Switching elements are used in a variety of command devices and other electromechanical switching devices, such as position switches, contactors or circuit breakers etc.
  • Switching elements function either on the basis of normally open or normally closed contacts.
  • the normally open contact is open in the de-energized state. Upon actuation, for example by a push button, the circuit is closed and thereby set a machine in operation or started a process.
  • Normally closed contact elements are used to interrupt circuits in order to switch off systems or machines or to end operating states. Special significance and thus special demands on reliability are normally closed contacts, which are used with emergency / off command devices or position switches with personal protection function. In the event of an emergency, the safe shutdown of the machine or system must be ensured.
  • the emergency / off command device causes by the circuit of the associated switching element interrupting, for example, an armature circuit of a contactor.
  • PLC electronice control
  • the so-called control input level is transmitted to the electronic control and this tells whether the emergency stop command device was actuated or not.
  • the sole indicator is the actual interruption of the circuit.
  • the invention has for its object to provide a switching element, which substantially reduces the risk of an unnoticed dysfunctional command device.
  • the object is achieved by a switching element of the type mentioned, which has at least one test element for monitoring the circuit.
  • the object is further achieved by a command device, in particular emergency stop switch, which has such a switching element.
  • the invention is based on the finding that a circuit that can be switched on and off by a switching element, both in a closed switching contact even with a short circuit is almost without impedance. Consequently, the triggering criterion chosen so far is problematic because short circuits with sufficiently low impedance can not be detected.
  • the operation of the switching element according to the invention is based on a test element for monitoring the circuit.
  • This test element is a current-influencing element which has an inductance, capacitance and / or an ohmic resistance.
  • the test element may additionally or exclusively consist of a diode, in particular zener diode, as well as combinations thereof.
  • the test element has some type of impedance.
  • the test element has at least one particular feature that can be monitored, such as e.g. Voltage, current, phase shift or other electrical quantities.
  • the decisive factor here is that the selected electrical variable assumes a different value if the current flow through the switching contact deviates from the operational value.
  • the detectable change in state which is detected by a measurement on the test element, a short-circuit monitoring or a line break monitoring.
  • a short-circuit monitoring the test element in series with the switching contact, in particular normally closed, is switched.
  • a line break monitoring a parallel circuit of the test element to the switching contact is necessary. Both types of monitoring can be realized simultaneously.
  • a plurality of test elements can be used.
  • test elements are connected in parallel and in series with the switching contact, so that a line break monitoring and a short-circuit monitoring can be realized.
  • a parallel connection (short circuit) is now easily recognizable by the fact that the electrical properties of the test element (s) change as a result of the unwanted short circuit. If, for example, an ohmic resistor is used as test element, which is connected in series with the normally closed contact, a parallel connection causes the entire current flow to increase significantly. If, for example, this current is detected, it is also recognizable by an electronic controller that the command device has been bypassed. When impressed current and the decreasing voltage value can serve as a criterion.
  • the or the test elements are arranged in close proximity to the switching contact. Since it is the parallel shorts that have a fatal effect, it makes sense to keep the line length between the switch contact and test element small, so that the probability of such a short circuit is significantly reduced.
  • At least one test element outside or inside the housing of the switching element can be arranged or arranged. It can thereby be achieved that conventional switching elements can still be equipped with such a test element or such a test element can be retroactively upgraded.
  • test elements form a circuit of ohmic, capacitive and / or inductive resistors, which lead to a more comfortable detection of a short circuit or line break.
  • An evaluating controller undertakes the initiation of appropriate measures if the characteristic measured variables indicate a short circuit.
  • the switching contact of the switching element is a normally closed contact, but this can also consist of a normally open contact.
  • FIG. 1 shows an emergency stop device with separate actuator B and a switching element S0.
  • the actuator B is shown in relation to the switching element S0 in a mounting position.
  • the dotted arrow indicates in this case the unlocking of the actuator B, including the actuating parts of the same, to the switching element S0, in particular to the plunger 10 at.
  • the switching element S0 has a switching bridge 11 of an NC contact, which via the two contacts 5.6 the close or open the circuit to be monitored if actuated.
  • the moving parts of the switching element S0 are countered with a return spring 12, which counteracts the actuating movement.
  • About the screw terminals 13,14 takes place the electrical connection to the outboard (and not shown) circuit.
  • test element T between the contact 6 and the screw terminal 13.
  • the test element T can consist of a number of components, in particular a combination of components. Decisive in this context is the fact that the test element T can be distinguished in impedance from the wiring and thus enables detection of a short circuit, which changes the operational characteristic of the test element.
  • test element T is in the vicinity or even in the immediate vicinity of the contact 6, so that an inadvertent contacting of the conduction path between the test element T and the contact 6 is as improbable as possible. A short circuit that includes this pole would not be detectable by the test device.
  • FIG. 2 such as FIGS. 4 to 10 show possible electrical diagrams of the switching element S0.
  • the normally closed contact is connected in series with various test elements.
  • these test elements or their characteristics can be detected outside the switching element S0, so that no additional lines need to be guided into the switching element S0.
  • FIG. 2 shows a switching contact for the switching element S0 with a series-connected test element T1.
  • the externally detectable characteristic here consists in the zener voltage of the Zener diode, which acts as a test element T1.
  • the Zener voltage drops to zero due to the short circuit. This is recognizable from the outside, namely by the fact that the zener voltage no longer measurable to the same extent as before. The change gives a clear indication of the short circuit.
  • the operational shutdown is easy to distinguish. If, with the circuit intact, the mechanical switching contact is opened by a scheduled actuation, the current is interrupted, which is recognized and evaluated by the control.
  • FIG. 3 shows a make contact with the test element T1, which is formed of a zener diode.
  • the remarks to FIG. 2 apply here accordingly, with the difference that a review of the characteristic Zener voltage is only feasible after closing the normally open contact. This means that after the contact has been closed, the user can obtain information about short-circuit safety if a statement about it can be derived from the measured voltage.
  • both normally closed and normally open contacts can be used in a switching element according to the invention.
  • test elements T2, T3, T4, T5 are connected in series.
  • Each of these test elements T2, T3, T4, T5 can be detected and monitored by an impedance characterizing them.
  • the test element T2 consists for example of two zener diodes, which are connected in opposite directions. Regardless of the current direction, a voltage is applied to one of the zener diodes, which dominates the total voltage across both zener diodes. The polarity of the connections is advantageously irrelevant.
  • Test element T3 consists of a capacitor which is only suitable for applications with alternating current.
  • the characteristic of the intact circuit is the capacitive reactance.
  • test elements T4 and T5 have an ohmic resistance, which also represents an impedance.
  • the current flow consequently changes with a short circuit of the switching contact.
  • An advantage of the use of the test element T5, which includes or forms a luminaire, is the fact that the user can visually recognize a short circuit based on the luminosity. The user is not dependent on any electronic evaluation or voltage measurement.
  • the lighting element of the test element T5 lights up in the operating state, that is, when the circuit is closed. In the event of a saturated short circuit the luminous element remains off.
  • FIGS. 8 and 9 Show normally closed contacts for switching elements with series-connected test elements T6, T7, which are formed of a circuit of diodes and a resistor.
  • the test element T6 consists of an optical diode and a resistor, the resistor being designed to produce the optimum operating current for the light-emitting diode. Otherwise, the test element T6 functions in accordance with the test element T5, as described in FIG FIG. 7 is shown.
  • the optical diode including resistor can be connected in parallel with a Zener diode, so that larger currents can flow through the normally closed contact, without the choice of optical To influence diode. Instead, the optimum operating state for the optical diode is ensured by the choice of the optimum, ohmic resistance.
  • FIG. 10 shows a ⁇ ffnerschalttern for the switching element S0 with series-connected test element T8, which here with a more complex electrical / electronic circuit is formed to realize a current control.
  • FIG. 11 shows a command device 15, in particular an emergency stop command device, with electronic control 16.
  • the electronic control 16 is provided for voltage monitoring of the command device 15.
  • the voltage U T caused by the test element T2 is measured and monitored.
  • the measuring voltage U jumps to a constant value, which is defined by the internal resistance of the control.
  • FIG. 12 shows the command device 15 FIG. 11 with electronic control 16 in case of short circuit.
  • the voltage U T of the test element T12 can not build up because of the short circuit shown as a lightning, so that this voltage can no longer be taken up by the measured variable U.
  • This state is of the other two possible states, as in FIG. 11 easily distinguishable, so that a short circuit is reliably detectable.
  • FIGS. 13 and 14 show test elements, as they are already known from previous FIG, which are connected in series or parallel to the Schliesserutton.
  • the problem is to make it apparent to the electronic controller whether the circuit has not become inoperative due to an interruption of the circuit.
  • a (further) defined voltage or current level is generated by a further parallel branch to the mechanical switching contact with a suitable test element on / via the open switch contact.
  • This level can be detected by monitoring outside or inside the switching element.
  • Such a level is for example in FIG. 14 defined by the sum of the zener voltages.
  • switching elements are now conceivable which can generate a total of four different levels, each of which indicates the proper operating state "on” or "off", a short circuit and line breaks.
  • test routines e.g. by modulation of the voltage over the resulting current waveform for a targeted monitoring provided.
  • the corresponding characteristic which results from the test elements is not merely a specific voltage, but rather a temporal behavior which can be used as a criterion for monitoring.
  • Such test routines can be used, for example, when starting up or restarting the plant or machine, or can be initiated continuously / temporarily during operation in order to ensure regular monitoring.
  • FIGS. 15 and 16 show the two test elements T9, T10, which are integrated in the switching mechanism of the switching contact.
  • the advantage of this is the immediate proximity of the respective test element to the switching contact to be monitored in the switching elements S2, S3. In this way, an undetectable short circuit in which a pole lies between the test element T9, T10 and a contact is extremely unlikely due to the immediate proximity.
  • test element T9, T10 is for example, by means of a corresponding Isolierschaltmaschine ceramic, or the like, implemented.
  • a zener diode as contained in test element T9
  • a suitable resistor as contained in test element T10
  • the test elements T9, T10 represent an indispensable part for the production and interruption of the conductivity and are indispensable for the functionality.
  • FIG. 17 shows a switching element S4 with external test element T11.
  • the switching element S4 is substantially identical in construction to the switching element S0 FIG. 1 , with the difference that it contains no test element within the housing. Instead, a test element T11 can be docked from the outside to the housing of the switching element S4.
  • the test element T11 is provided with its own housing and its own screw terminal 17. The circuit here is to be connected to the screw 13 of the switching element S4 and to the screw 17 of the test element T11.
  • two snap hooks 18 are integrally formed on the housing of the switching element S4, whereby a mechanical connection between the housings is easy to manufacture and the electrical connection of the test element 11 is shielded with the electrical components of the switching element S4.
  • the switching elements according to the invention are advantageously in all electromechanical switching devices, such as command devices, position switches, contactors, circuit breakers, etc., applicable. In all, a continuous monitoring of circuits during operation is possible.
  • the invention relates to a switching element, comprising a switching contact for interrupting or producing a circuit.
  • the stated aim of the invention is first to detect a parallel circuit of the circuit in which the switching element is used, and thus to eliminate the risk of an unnoticed malfunctioning command device and secondly to detect a line break in a control or signaling circuit at the time of occurrence and thus measures such as initiate controlled shutdown of a process.
  • a test element for monitoring the circuit is provided, which allows a differentiation of various states, in particular on state, off state, short circuit due to its electrical or electronic characteristic.
  • such a switching element in almost all electromechanical switching devices, such as command devices, position switches, contactors or circuit breakers, can be used.

Abstract

The switching element (S0) has a contact element with a switching contact (5, 6) e.g. break contact, for producing or interrupting an electric circuit. A test element (T) i.e. current controlling element, is provided for monitoring the electric circuit, and is switched in parallel or series with the switching contact. The test element is provided between contacts of the switching contact, and is arranged outside or inside of a housing of the switching element. The test element comprises a circuit formed of ohmic, capacitive and/or inductive resistances and/or diodes i.e. Zener diodes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltelement, aufweisend ein Schaltglied mit einem Schaltkontakt zur Herstellung oder Unterbrechung eines Stromkreises. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Befehlsgerät, insbesondere Not/Aus-Schalter, mit einem derartigen Schaltelement.The invention relates to a switching element, comprising a switching element with a switching contact for the production or interruption of a circuit. Furthermore, the invention relates to a command device, in particular emergency stop switch, with such a switching element.

Schaltelemente finden Anwendung in einer Vielzahl von Befehlsgeräten und anderen elektromechanischen Schaltgeräten, wie beispielsweise Positionsschalter, Schütze oder Leistungsschalter etc.Switching elements are used in a variety of command devices and other electromechanical switching devices, such as position switches, contactors or circuit breakers etc.

Schaltelemente funktionieren entweder auf der Basis von Schließer- oder Öffnerschaltgliedern. Das Schließerschaltglied ist im unbetätigten Zustand geöffnet. Beim Betätigen, beispielsweise durch einen Drucktaster, wird der Stromkreis geschlossen und dadurch eine Maschine in Betrieb gesetzt oder ein Vorgang gestartet. Öffnerschaltglieder hingegen dienen zum Unterbrechen von Stromkreisen, um Anlagen oder Maschinen auszuschalten oder Betriebszustände zu beenden. Besondere Bedeutung und damit besondere Anforderungen an die Zuverlässigkeit haben Öffnerschaltglieder, die bei Not/Aus-Befehlsgeräten oder Positionsschaltern mit Personenschutzfunktion verwendet werden. Bei einem Notfall muss das gefahrlose Stillsetzen der Maschine oder Anlage gewährleistet sein.Switching elements function either on the basis of normally open or normally closed contacts. The normally open contact is open in the de-energized state. Upon actuation, for example by a push button, the circuit is closed and thereby set a machine in operation or started a process. Normally closed contact elements are used to interrupt circuits in order to switch off systems or machines or to end operating states. Special significance and thus special demands on reliability are normally closed contacts, which are used with emergency / off command devices or position switches with personal protection function. In the event of an emergency, the safe shutdown of the machine or system must be ensured.

Das Not/Aus-Befehlsgerät bewirkt durch die Schaltung des zugeordneten Schaltelementes ein Unterbrechen beispielsweise eines Ankerkreises eines Schaltschützes. In der Vergangenheit hat sich auch die Anwendung in Kombination mit einer elektronischen Steuerung (SPS) durchgesetzt, wobei über die Steuerungskabel der so genannte Steuerungseingangspegel an die elektronische Steuerung übermittelt wird und dieser mitteilt, ob das Not/Aus-Befehlsgerät betätigt wurde oder nicht. Alleiniger Indikator ist die tatsächliche Unterbrechung des Stromkreises. Es wird also der Übergang des Schaltkontaktes vom geschlossenen Zustand (Impedanz/Widerstand annähernd Null) zum geöffneten Zustand (Impedanz/Widerstand annähernd unendlich) detektiert.The emergency / off command device causes by the circuit of the associated switching element interrupting, for example, an armature circuit of a contactor. In the past, the application in combination with an electronic control (PLC) has prevailed, via the control cable, the so-called control input level is transmitted to the electronic control and this tells whether the emergency stop command device was actuated or not. The sole indicator is the actual interruption of the circuit. Thus, the transition of the switching contact from the closed state (impedance / resistance approximately zero) to the opened state (impedance / resistance approximately infinite) is detected.

Problematisch ist nun, wenn beispielsweise Leitungen zwischen Schaltglied und Steuerung durch eine Beschädigung der Isolierung oder auch Fehlverdrahtung kurzgeschlossen werden, dass der Stromkreis annähernd widerstandslos bleibt. Für den Steuerungseingangspegel der elektronischen Steuerung macht es keinen Unterschied, ob der Stromkreis regulär durch den Schaltkontakt oder fatalerweise durch einen parallel zu diesem wirkenden Kurzschluss geschlossen ist. Diese Art von Kurzschluss ist auf Seiten der elektronischen Steuerung nicht erkennbar. Dies führt zu potentiellen Gefahren, insbesondere bei Sicherheitsstromkreisen, da es trotz Betätigung durch den Benutzer nicht zu einem Unterbrechen des Stromkreises kommt.The problem now is, for example, if lines between switching element and control by damage to the insulation or miswiring are shorted that the circuit remains almost without resistance. For the control input level of the electronic control, it makes no difference whether the circuit is normally closed by the switch contact or, fatally, by a short circuit acting in parallel with it. This type of short circuit is not recognizable on the part of the electronic control. This leads to potential dangers, especially in safety circuits, since it does not interrupt the circuit despite actuation by the user.

Ein derartiger Kurzschluss kann weder vom Bedienpersonal noch von der elektronischen Steuerung aus erkannt werden und muss durch gelegentliche Überprüfungen der Funktionsfähigkeit ausgeschlossen werden. Hierbei werden allerdings zwangsläufig ganze Anlagen oder Anlagenteile stillgesetzt, was zu Ausfallzeiten und Störungen der Betriebsabläufe führt.Such a short circuit can neither be detected by the operator nor by the electronic control and must be excluded by occasional checks of the functionality. However, this inevitably shuts down entire plants or parts of the plant, which leads to downtimes and disruptions to operations.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltelement anzugeben, welches die Gefahr eines unbemerkt funktionsuntüchtig gewordenen Befehlsgerätes substantiell reduziert.The invention has for its object to provide a switching element, which substantially reduces the risk of an unnoticed dysfunctional command device.

Die Aufgabe wird durch ein Schaltelement der eingangs genannten Art gelöst, welches mindestens ein Testelement zur Überwachung des Stromkreises aufweist. Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Befehlsgerät, insbesondere Not/Aus-Schalter, der ein derartiges Schaltelement aufweist.The object is achieved by a switching element of the type mentioned, which has at least one test element for monitoring the circuit. The object is further achieved by a command device, in particular emergency stop switch, which has such a switching element.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Stromkreis, der von einem Schaltelement ein- und ausgeschaltet werden kann, sowohl bei einem geschlossenen Schaltkontakt als auch bei einem Kurzschluss annähernd impedanzlos ist. Folglich ist das bisher gewählte Auslösekriterium problematisch, da Kurzschlüsse mit ausreichend niedriger Impedanz nicht erkannt werden können.The invention is based on the finding that a circuit that can be switched on and off by a switching element, both in a closed switching contact even with a short circuit is almost without impedance. Consequently, the triggering criterion chosen so far is problematic because short circuits with sufficiently low impedance can not be detected.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Schaltelementes basiert aus einem Testelement zur Überwachung des Stromkreises. Dieses Testelement ist ein strombeeinflussendes Element, welches eine Induktivität, Kapazität und/oder einen ohmschen Widerstand aufweist. Das Testelement kann zusätzlich oder ausschließlich aus einer Diode, insbesondere Zenerdiode, sowie aus Kombinationen derselben bestehen. Wichtig ist, dass das Testelement irgendeine Art von Impedanz aufweist. Solange der Stromfluss durch den Stromkreis gegeben ist, d.h. die Anlage oder Maschine betriebsgemäß läuft, weist das Testelement wenigstens ein bestimmtes Merkmal auf, das überwacht werden kann, wie z.B. Spannung, Stromstärke, Phasenverschiebung oder andere elektrische Größen. Ausschlaggebend ist hierbei, dass die gewählte elektrische Größe einen anderen Wert einnimmt, wenn der Stromfluss über den Schaltkontakt vom betriebsgemäßen Wert abweicht.The operation of the switching element according to the invention is based on a test element for monitoring the circuit. This test element is a current-influencing element which has an inductance, capacitance and / or an ohmic resistance. The test element may additionally or exclusively consist of a diode, in particular zener diode, as well as combinations thereof. Importantly, the test element has some type of impedance. As long as the current flow through the circuit is given, i. the plant or machine is operating properly, the test element has at least one particular feature that can be monitored, such as e.g. Voltage, current, phase shift or other electrical quantities. The decisive factor here is that the selected electrical variable assumes a different value if the current flow through the switching contact deviates from the operational value.

Vorteilhafterweise stellt die erkennbare Zustandsänderung, die durch eine Messung am Testelement erkannt wird, eine Kurzschlussüberwachung oder eine Leitungsbruchüberwachung dar. Für eine Kurzschlussüberwachung wird das Testelement in Reihe mit dem Schaltkontakt, insbesondere Öffnerkontakt, geschaltet. Für eine Leitungsbruchüberwachung ist eine parallele Schaltung des Testelementes zum Schaltkontakt notwendig. Beide Überwachungsformen können gleichzeitig realisiert werden. Hierbei ist eine Mehrzahl von Testelementen einsetzbar.Advantageously, the detectable change in state, which is detected by a measurement on the test element, a short-circuit monitoring or a line break monitoring. For a short-circuit monitoring, the test element in series with the switching contact, in particular normally closed, is switched. For a line break monitoring a parallel circuit of the test element to the switching contact is necessary. Both types of monitoring can be realized simultaneously. Here, a plurality of test elements can be used.

Vorteilhafterweise sind Testelemente parallel und in Reihe mit dem Schaltkontakt angeschlossen, so dass eine Leitungsbruchüberwachung und eine Kurzschlussüberwachung realisiert werden kann.Advantageously, test elements are connected in parallel and in series with the switching contact, so that a line break monitoring and a short-circuit monitoring can be realized.

Vorteilhafterweise ist ein Parallelschluss (Kurzschluss) nun leicht erkennbar dadurch, dass die elektrischen Eigenschaften des oder der Testelemente sich durch den unerwünschten Kurzschluss ändern. Wird beispielsweise als Testelement ein ohmscher Widerstand verwendet, der mit dem Öffnerkontakt in Reihe geschaltet ist, so verursacht ein Parallelschluss, dass der gesamte Stromfluss deutlich ansteigt. Wird nun beispielsweise dieser Strom detektiert, so ist auch von einer elektronischen Steuerung erkennbar, dass das Befehlsgerät überbrückt worden ist. Bei eingeprägtem Strom kann auch der absinkende Spannungswert als Kriterium dienen.Advantageously, a parallel connection (short circuit) is now easily recognizable by the fact that the electrical properties of the test element (s) change as a result of the unwanted short circuit. If, for example, an ohmic resistor is used as test element, which is connected in series with the normally closed contact, a parallel connection causes the entire current flow to increase significantly. If, for example, this current is detected, it is also recognizable by an electronic controller that the command device has been bypassed. When impressed current and the decreasing voltage value can serve as a criterion.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das oder sind die Testelemente in örtlich unmittelbarer Nähe zum Schaltkontakt angeordnet. Da es die parallelen Kurzschlüsse sind, die eine fatale Wirkung zeigen, ist es sinnvoll, die Leitungsstrecke zwischen Schaltkontakt und Testelement klein zu halten, so dass sich die Wahrscheinlichkeit eines derartigen Kurzschlusses deutlich reduziert.In an advantageous embodiment, the or the test elements are arranged in close proximity to the switching contact. Since it is the parallel shorts that have a fatal effect, it makes sense to keep the line length between the switch contact and test element small, so that the probability of such a short circuit is significantly reduced.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist mindestens ein Testelement außerhalb oder innerhalb des Gehäuses des Schaltelements anordenbar oder angeordnet. Dadurch kann erreicht werden, dass herkömmliche Schaltelemente noch mit einem derartigen Testelement ausrüstbar sind oder ein derartiges Testelement im Nachhinein noch aufgerüstet werden kann.In an advantageous embodiment, at least one test element outside or inside the housing of the switching element can be arranged or arranged. It can thereby be achieved that conventional switching elements can still be equipped with such a test element or such a test element can be retroactively upgraded.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform bilden die Testelemente eine Schaltung aus ohmschen, kapazitiven und/oder induktiven Widerständen, die zu einer komfortableren Detektion eines Kurzschlusses oder Leitungsbruches führen. Eine auswertende Steuerung übernimmt die Einleitung entsprechender Maßnahmen, falls die charakteristischen Messgrößen einen Kurzschluss anzeigen.In an advantageous embodiment, the test elements form a circuit of ohmic, capacitive and / or inductive resistors, which lead to a more comfortable detection of a short circuit or line break. An evaluating controller undertakes the initiation of appropriate measures if the characteristic measured variables indicate a short circuit.

Vorteilhafterweise ist der Schaltkontakt des Schaltelementes ein Öffnerkontakt, dieser kann allerdings auch aus einem Schließerkontakt bestehen.Advantageously, the switching contact of the switching element is a normally closed contact, but this can also consist of a normally open contact.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind der Figurenbeschreibung und/oder den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments and preferred developments of the invention can be taken from the description of the figures and / or the dependent claims.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.In the following the invention will be described and explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the figures.

Es zeigen:

FIG 1
ein Not/Aus-Befehlsgerät mit getrenntem Betätiger und einem Schaltelement,
FIG 2
bis 10 Schaltkontakte für Schaltelemente mit in Reihe geschalteten Testelementen,
FIG 11
Befehlsgerät mit elektronischer Steuerung,
FIG 12
Befehlsgerät mit elektronischer Steuerung bei Kurzschluss,
FIG 13
und 14 Schließerkontakte mit in Reihe und parallel geschalteten Testelementen,
FIG 15
und 16 Schaltkontakte für Schaltelemente mit in den Schaltmechanismus integrierten Testelementen,
FIG 17
Schaltelement mit externem Testelement.
Show it:
FIG. 1
an emergency stop device with separate actuator and a switching element,
FIG. 2
up to 10 switching contacts for switching elements with test elements connected in series,
FIG. 11
Control unit with electronic control,
FIG. 12
Control unit with electronic control in case of short circuit,
FIG. 13
and 14 normally open contacts with test elements connected in series and in parallel,
FIG. 15
and 16 switching contacts for switching elements with test elements integrated into the switching mechanism,
FIG. 17
Switching element with external test element.

FIG 1 zeigt ein Not/Aus-Befehlsgerät mit getrenntem Betätiger B und einem Schaltelement S0. Der Betätiger B ist im Verhältnis zum Schaltelement S0 in einer Montageposition gezeigt. Der gepunktete Pfeil deutet hierbei das Aufschließen des Betätigers B, eingeschlossenen der betätigenden Teile desselben, an das Schaltelement S0, insbesondere an dessen Stößel 10 an. Das Schaltelement S0 weist eine Schaltbrücke 11 eines Öffnerkontaktes auf, welche über die beiden Kontakte 5,6 den zu überwachenden Stromkreis schließen bzw. öffnen, falls eine Betätigung erfolgt. Die beweglichen Teile des Schaltelements S0 sind mit einer Rückstellfeder 12 gekontert, die der Betätigungsbewegung entgegenwirkt. Über die Schraubklemmen 13,14 findet der elektrische Anschluss an den außerhalb gelegenen (und nicht abgebildeten) Stromkreis statt. FIG. 1 shows an emergency stop device with separate actuator B and a switching element S0. The actuator B is shown in relation to the switching element S0 in a mounting position. The dotted arrow indicates in this case the unlocking of the actuator B, including the actuating parts of the same, to the switching element S0, in particular to the plunger 10 at. The switching element S0 has a switching bridge 11 of an NC contact, which via the two contacts 5.6 the close or open the circuit to be monitored if actuated. The moving parts of the switching element S0 are countered with a return spring 12, which counteracts the actuating movement. About the screw terminals 13,14 takes place the electrical connection to the outboard (and not shown) circuit.

Zwischen dem Kontakt 6 und der Schraubklemme 13 befindet sich ein Testelement T. Das Testelement T kann hierbei aus einer Reihe von Bauteilen, insbesondere einer Kombination von Bauteilen, bestehen. Maßgeblich in diesem Zusammenhang ist die Tatsache, dass das Testelement T sich in der Impedanz von der Verdrahtung unterscheiden lässt und somit eine Detektion eines Kurzschlusses ermöglicht, der die betriebsgemäße Charakteristik des Testelementes ändert.There is a test element T between the contact 6 and the screw terminal 13. In this case, the test element T can consist of a number of components, in particular a combination of components. Decisive in this context is the fact that the test element T can be distinguished in impedance from the wiring and thus enables detection of a short circuit, which changes the operational characteristic of the test element.

Vorteilhafterweise liegt das Testelement T in der Nähe oder sogar in unmittelbarer Nähe zum Kontakt 6, so dass eine versehentliche Kontaktierung des Leitungsweges zwischen dem Testelement T und dem Kontakt 6 so unwahrscheinlich wie möglich wird. Ein Kurzschluss, der diesen Pol mit einschließt, wäre von der Testanordnung nicht detektierbar.Advantageously, the test element T is in the vicinity or even in the immediate vicinity of the contact 6, so that an inadvertent contacting of the conduction path between the test element T and the contact 6 is as improbable as possible. A short circuit that includes this pole would not be detectable by the test device.

Die folgende FIG 2 sowie Figuren 4 bis 10 zeigen mögliche elektrische Schaltbilder des Schaltelementes S0. Hierbei wird der Öffnerkontakt mit verschiedenen Testelementen in Reihe geschaltet. Vorteilhafterweise sind diese Testelemente bzw. deren Charakteristiken außerhalb des Schaltelementes S0 detektierbar, so dass keine zusätzlichen Leitungen in das Schaltelement S0 hineingeführt werden müssen.The following FIG. 2 such as FIGS. 4 to 10 show possible electrical diagrams of the switching element S0. In this case, the normally closed contact is connected in series with various test elements. Advantageously, these test elements or their characteristics can be detected outside the switching element S0, so that no additional lines need to be guided into the switching element S0.

FIG 2 zeigt einen Schaltkontakt für das Schaltelement S0 mit einem in Reihe geschalteten Testelement T1. Das von außen detektierbare Charakteristikum besteht hier in der Zenerspannung der Zenerdiode, die als Testelement T1 fungiert. Sobald ein Kurzschluss des Befehlsgerätes auftritt, fällt die Zenerspannung durch den Kurzschluss auf Null. Dies ist von außen erkennbar, nämlich durch die Tatsache, dass die Zenerspannung nicht mehr in dem gleichen Maße messbar ist, wie zuvor. Die Änderung gibt einen eindeutigen Hinweis auf den Kurzschluss. FIG. 2 shows a switching contact for the switching element S0 with a series-connected test element T1. The externally detectable characteristic here consists in the zener voltage of the Zener diode, which acts as a test element T1. As soon as a short circuit of the command device occurs, the Zener voltage drops to zero due to the short circuit. This is recognizable from the outside, namely by the fact that the zener voltage no longer measurable to the same extent as before. The change gives a clear indication of the short circuit.

Vom Kurzschlussszenario ist die betriebsgemäße Abschaltung leicht zu unterscheiden. Wird bei intaktem Stromkreis der mechanische Schaltkontakt durch eine planmäßige Betätigung geöffnet, so wird der Strom unterbrochen, was von der Steuerung erkannt und ausgewertet wird.From the short circuit scenario, the operational shutdown is easy to distinguish. If, with the circuit intact, the mechanical switching contact is opened by a scheduled actuation, the current is interrupted, which is recognized and evaluated by the control.

FIG 3 zeigt einen Schließerkontakt mit dem Testelement T1, welches aus einer Zenerdiode gebildet wird. Die Ausführungen zu FIG 2 gelten hier entsprechend, mit dem Unterschied, dass eine Überprüfung der charakteristischen Zenerspannung erst nach Schließen des Schließerkontaktes durchführbar ist. Dies bedeutet, dass der Benutzer nach dem Schließen des Kontaktes eine Information zur Kurzschlusssicherheit erhalten kann, wenn aus der gemessenen Spannung eine Aussage darüber ableitbar ist. FIG. 3 shows a make contact with the test element T1, which is formed of a zener diode. The remarks to FIG. 2 apply here accordingly, with the difference that a review of the characteristic Zener voltage is only feasible after closing the normally open contact. This means that after the contact has been closed, the user can obtain information about short-circuit safety if a statement about it can be derived from the measured voltage.

Grundsätzlich sind sowohl Öffner- als auch Schließerkontakte in einem erfindungsgemäßen Schaltelement verwendbar.In principle, both normally closed and normally open contacts can be used in a switching element according to the invention.

FIG 4 bis 7 zeigen Schaltungen mit Öffnerschaltkontakten, denen jeweils ein Testelement T2,T3,T4,T5 in Reihe vorgeschaltet sind. Jedes dieser Testelemente T2,T3,T4,T5 kann durch eine diese charakterisierende Impedanz erkannt und überwacht werden. 4 to 7 show circuits with Öffnerschaltkontakten, which in each case a test element T2, T3, T4, T5 are connected in series. Each of these test elements T2, T3, T4, T5 can be detected and monitored by an impedance characterizing them.

Das Testelement T2 besteht beispielsweise aus zwei Zenerdioden, die entgegengesetzt geschaltet sind. Unabhängig von der Stromrichtung liegt an einer der Zenerdioden eine Spannung an, die die Gesamtspannung über beiden Zenerdioden dominiert. Die Polarität der Anschlüsse spielt vorteilhafterweise keine Rolle.The test element T2 consists for example of two zener diodes, which are connected in opposite directions. Regardless of the current direction, a voltage is applied to one of the zener diodes, which dominates the total voltage across both zener diodes. The polarity of the connections is advantageously irrelevant.

Testelement T3 besteht aus einem Kondensator, der nur für Anwendungen mit Wechselstrom geeignet ist. Das Charakteristikum des intakten Stromkreises ist der kapazitive Blindwiderstand.Test element T3 consists of a capacitor which is only suitable for applications with alternating current. The characteristic of the intact circuit is the capacitive reactance.

Die Testelemente T4 und T5 besitzen einen ohmschen Widerstand, der genauso eine Impedanz darstellt. Der Stromfluß ändert sich folglich bei einem Kurzschluss des Schaltkontaktes. Vorteilhaft an der Verwendung des Testelementes T5, welches eine Leuchte beinhaltet oder bildet, ist die Tatsache, dass der Benutzer anhand des Leuchtvermögens einen Kurzschluss optisch erkennen kann. Dabei ist der Benutzer auf keine elektronische Auswertung bzw. Spannungsmessung angewiesen. Das Leuchtelement des Testelementes T5 leuchtet im Betriebszustand, d.h., wenn der Schaltkreis geschlossen ist. Bei einem satten Kurzschluss bleibt das Leuchtelement aus.The test elements T4 and T5 have an ohmic resistance, which also represents an impedance. The current flow consequently changes with a short circuit of the switching contact. An advantage of the use of the test element T5, which includes or forms a luminaire, is the fact that the user can visually recognize a short circuit based on the luminosity. The user is not dependent on any electronic evaluation or voltage measurement. The lighting element of the test element T5 lights up in the operating state, that is, when the circuit is closed. In the event of a saturated short circuit the luminous element remains off.

FIG 8 und 9 zeigen Öffnerschaltkontakte für Schaltelemente mit in Reihe geschalteten Testelementen T6,T7, die aus einer Schaltung von Dioden und einem Widerstand gebildet werden. FIGS. 8 and 9 Show normally closed contacts for switching elements with series-connected test elements T6, T7, which are formed of a circuit of diodes and a resistor.

Das Testelement T6 besteht aus einer optischen Diode und einem Widerstand, wobei der Widerstand dazu vorgesehen ist, den optimalen Betriebsstrom für die Leuchtdiode herzustellen. Ansonsten funktioniert das Testelement T6 entsprechend zum Testelement T5, wie es in FIG 7 gezeigt ist. Um eine größere Flexibilität zu gewährleisten und eine negative Beeinflussung der optischen Diode durch den zu überwachenden Schaltkreis zu vermeiden, kann die optische Diode inklusive Widerstand parallel zu einer Zenerdiode geschaltet werden, so dass auch größere Ströme durch den Öffnerkontakt fließen können, ohne die Wahl der optischen Diode zu beeinflussen. Stattdessen wird durch die Wahl des optimalen, ohmschen Widerstandes der optimale Betriebszustand für die optische Diode sichergestellt.The test element T6 consists of an optical diode and a resistor, the resistor being designed to produce the optimum operating current for the light-emitting diode. Otherwise, the test element T6 functions in accordance with the test element T5, as described in FIG FIG. 7 is shown. In order to ensure greater flexibility and to avoid a negative influence on the optical diode by the circuit to be monitored, the optical diode including resistor can be connected in parallel with a Zener diode, so that larger currents can flow through the normally closed contact, without the choice of optical To influence diode. Instead, the optimum operating state for the optical diode is ensured by the choice of the optimum, ohmic resistance.

FIG 10 zeigt einen Öffnerschaltkontakt für das Schaltelement S0 mit in Reihe geschalteten Testelement T8, welches hier mit einer komplexeren elektrischen/elektronischen Schaltung gebildet wird, um eine Stromregelung zu realisieren. FIG. 10 shows a Öffnerschaltkontakt for the switching element S0 with series-connected test element T8, which here with a more complex electrical / electronic circuit is formed to realize a current control.

FIG 11 zeigt ein Befehlsgerät 15, insbesondere ein Not/Aus-Befehlsgerät, mit elektronischer Steuerung 16. Die elektronische Steuerung 16 ist zur Spannungsüberwachung des Befehlsgerätes 15 vorgesehen. Bei betriebsgemäß geschlossenem Öffnerkontakt wird die durch das Testelement T2 verursachte Spannung UT gemessen und überwacht. Die gemessene Spannung ist mit U bezeichnet. Folglich gilt bei geschlossenem Öffnerkontakt und betriebsgemäß angeschlossenem Stromkreis: U = UT. Die Spannung UT kann hierbei, wie in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen gezeigt, durch eine im Testelement T12 enthaltene Zenerdiode generiert werden. Solange U = UT gilt, ist das System kurzschlussfrei. FIG. 11 shows a command device 15, in particular an emergency stop command device, with electronic control 16. The electronic control 16 is provided for voltage monitoring of the command device 15. When operatively closed NC, the voltage U T caused by the test element T2 is measured and monitored. The measured voltage is designated by U. Consequently, when the normally closed contact is closed and the circuit is connected according to the operation: U = U T. In this case, as shown in the preceding exemplary embodiments, the voltage U T can be generated by a Zener diode contained in the test element T12. As long as U = U T , the system is short-circuit-free.

Bei betriebsgemäßer Auslösung des Öffnerkontaktes springt die Messspannung U auf einen konstanten Wert, der durch den Innenwiderstand der Steuerung definiert ist.When the normally closed contact triggers, the measuring voltage U jumps to a constant value, which is defined by the internal resistance of the control.

FIG 12 zeigt das Befehlsgerät 15 aus FIG 11 mit elektronischer Steuerung 16 bei Kurzschluss. FIG. 12 shows the command device 15 FIG. 11 with electronic control 16 in case of short circuit.

Die Spannung UT des Testelementes T12 kann sich wegen des als Blitz abgebildeten Kurzschlusses nicht aufbauen, so dass diese Spannung durch die Messgröße U nicht mehr aufgriffen werden kann. Bei Kurzschluss liegt U bei U = 0. Dieser Zustand ist von den anderen beiden möglichen Zuständen, wie sie in FIG 11 beschrieben worden sind, leicht unterscheidbar, so dass ein Kurzschluss sicher detektierbar ist.The voltage U T of the test element T12 can not build up because of the short circuit shown as a lightning, so that this voltage can no longer be taken up by the measured variable U. In the case of a short circuit, U is at U = 0. This state is of the other two possible states, as in FIG. 11 easily distinguishable, so that a short circuit is reliably detectable.

FIG 13 und 14 zeigen Testelemente, wie sie bereits aus vorhergehenden FIG bekannt sind, die in Reihe bzw. parallel zum Schliesserkontakt geschaltet sind. FIGS. 13 and 14 show test elements, as they are already known from previous FIG, which are connected in series or parallel to the Schliesserkontakt.

Das Problem besteht darin, für die elektronische Steuerung erkennbar zu machen, ob der Stromkreis nicht durch eine Unterbrechung des Stromkreises funktionsuntüchtig geworden ist.The problem is to make it apparent to the electronic controller whether the circuit has not become inoperative due to an interruption of the circuit.

Hierfür wird durch einen weiteren Parallelzweig zum mechanischen Schaltkontakt mit einem geeigneten Testelement am/über den offenen Schaltkontakt ein (weiterer) definierter Spannungs- oder Strompegel erzeugt. Dieser Pegel ist von einer Überwachung außerhalb oder innerhalb des Schaltelementes detektierbar. Solch ein Pegel wird beispielsweise in FIG 14 durch die Summe der Zenerspannungen definiert.For this purpose, a (further) defined voltage or current level is generated by a further parallel branch to the mechanical switching contact with a suitable test element on / via the open switch contact. This level can be detected by monitoring outside or inside the switching element. Such a level is for example in FIG. 14 defined by the sum of the zener voltages.

In Verbindung mit den Ausführungsbeispielen der vorangegangenen Figuren sind nun Schaltelemente denkbar, die insgesamt vier verschiedene Pegel generieren können, die jeweils auf den ordnungsgemäßen Betriebszustand "Ein" bzw. "Aus", einen Kurzschluss und auf Leitungsunterbrechungen hinweisen.In connection with the exemplary embodiments of the preceding figures, switching elements are now conceivable which can generate a total of four different levels, each of which indicates the proper operating state "on" or "off", a short circuit and line breaks.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann sogar über das Abfahren von Testroutinen, z.B. durch Modulation der Spannung über den daraus resultierenden Stromverlauf für eine gezielte Überwachung gesorgt werden. Die entsprechende Charakteristik, die sich durch die Testelemente ergibt, ist hierbei nicht lediglich eine konkrete Spannung, sondern vielmehr ein zeitliches Verhalten, welches als Kriterium zur Überwachung verwendet werden kann. Derartige Testroutinen können beispielsweise beim Anfahren bzw. Wiederanfahren der Anlage oder Maschine angewendet oder kontinuierlich/zeitweise während des Betriebes initiiert werden, um eine regelmäßige Überwachung sicherzustellen.In an advantageous embodiment, even beyond running test routines, e.g. by modulation of the voltage over the resulting current waveform for a targeted monitoring provided. The corresponding characteristic which results from the test elements is not merely a specific voltage, but rather a temporal behavior which can be used as a criterion for monitoring. Such test routines can be used, for example, when starting up or restarting the plant or machine, or can be initiated continuously / temporarily during operation in order to ensure regular monitoring.

FIG 15 und 16 zeigen die beiden Testelemente T9,T10, die in den Schaltmechanismus des Schaltkontaktes integriert sind. Vorteilhaft daran ist die unmittelbare Nähe des jeweiligen Testelementes zu dem zu überwachenden Schaltkontakt in den Schaltelementen S2,S3. Auf diese Weise wird ein undetektierbarer Kurzschluss, bei dem ein Pol zwischen dem Testelement T9,T10 und einem Kontakt liegt, schlicht aufgrund der unmittelbaren Nähe äußerst unwahrscheinlich. FIGS. 15 and 16 show the two test elements T9, T10, which are integrated in the switching mechanism of the switching contact. The advantage of this is the immediate proximity of the respective test element to the switching contact to be monitored in the switching elements S2, S3. In this way, an undetectable short circuit in which a pole lies between the test element T9, T10 and a contact is extremely unlikely due to the immediate proximity.

Diese Lösung mit einem direkt auf den mechanisch bewegten Teil des Schaltkontakte platzierten Testelements T9,T10 ist beispielsweise mittels einer entsprechenden Isolierschaltbrücke aus Keramik, oder ähnlichem, umsetzbar. Hierfür kann eine Zenerdiode (wie in Testelement T9 enthalten) oder ein passender Widerstand (wie in Testelement T10 enthalten) auf diese Isolierschaltbrücke gelötet oder gebondet werden, womit dann die Verbindung am Schaltelement überhaupt hergestellt wird. Somit stellen die Testelemente T9,T10 ein unentbehrliches Teil zur Herstellung und Unterbrechung der Leitfähigkeit dar und sind für die Funktionstüchtigkeit unabdingbar.This solution with a placed directly on the mechanically moving part of the switch contacts test element T9, T10 is for example, by means of a corresponding Isolierschaltbrücke ceramic, or the like, implemented. For this purpose, a zener diode (as contained in test element T9) or a suitable resistor (as contained in test element T10) can be soldered or bonded onto this insulating switching bridge, whereby the connection at the switching element is then made at all. Thus, the test elements T9, T10 represent an indispensable part for the production and interruption of the conductivity and are indispensable for the functionality.

FIG 17 zeigt ein Schaltelement S4 mit externem Testelement T11. Das Schaltelement S4 ist im Wesentlichen baugleich mit dem Schaltelement S0 aus FIG 1, mit dem Unterschied, dass es innerhalb des Gehäuses kein Testelement enthält. Stattdessen ist ein Testelement T11 von außen an das Gehäuse des Schaltelementes S4 andockbar. Hierfür ist das Testelement T11 mit einem eigenen Gehäuse und einem eigenen Schraubklemme 17 versehen. Der Stromkreis ist hierbei an die Schraubklemme 13 des Schaltelementes S4 und an die Schraubklemme 17 des Testelementes T11 anzuschließen. FIG. 17 shows a switching element S4 with external test element T11. The switching element S4 is substantially identical in construction to the switching element S0 FIG. 1 , with the difference that it contains no test element within the housing. Instead, a test element T11 can be docked from the outside to the housing of the switching element S4. For this purpose, the test element T11 is provided with its own housing and its own screw terminal 17. The circuit here is to be connected to the screw 13 of the switching element S4 and to the screw 17 of the test element T11.

Vorteilhafterweise sind am Gehäuse des Schaltelementes S4 zwei Schnapphaken 18 angeformt, womit eine mechanische Verbindung zwischen den Gehäusen leicht herzustellen ist und die elektrische Verbindung des Testelementes 11 mit den elektrischen Bauteilen des Schaltelementes S4 abgeschirmt wird.Advantageously, two snap hooks 18 are integrally formed on the housing of the switching element S4, whereby a mechanical connection between the housings is easy to manufacture and the electrical connection of the test element 11 is shielded with the electrical components of the switching element S4.

Vorteilhafterweise ist mit diesem Ausführungsbeispiel eine Nachrüstung von Standardschaltelementen möglich, wobei eine Auswahl bezüglich des Testelementes T11 unter besonderer Berücksichtigung des zu überwachenden Stromkreises bezüglich Strom, Spannung und Strombeeinflussungsverhalten durchgeführt werden kann.Advantageously, with this embodiment, a retrofitting of standard switching elements is possible, with a selection with respect to the test element T11 can be performed with special consideration of the monitored circuit with respect to current, voltage and current influencing behavior.

Die erfindungsgemäßen Schaltelemente sind vorteilhafterweise in allen elektromechanischen Schaltgeräten, wie Befehlsgeräte, Positionsschalter, Schütze, Leistungsschalter etc., anwendbar. Bei allen ist eine kontinuierliche Überwachung von Stromkreisen während des Betriebes möglich.The switching elements according to the invention are advantageously in all electromechanical switching devices, such as command devices, position switches, contactors, circuit breakers, etc., applicable. In all, a continuous monitoring of circuits during operation is possible.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Schaltelement, aufweisend ein Schaltkontakt zur Unterbrechung oder Herstellung eines Stromkreises. Erklärtes Ziel der Erfindung ist es, zum ersten einen Parallelschluss des Stromkreises, in dem das Schaltelement eingesetzt wird, zu erkennen und somit die Gefahr eines unbemerkt funktionsuntüchtigen Befehlsgerätes zu eliminieren und zum zweiten einen Leitungsbruch in einem Steuer- oder Meldekreis im Zeitpunkt des Auftretens zu erkennen und somit Maßnahmen wie z.B. kontrolliertes Herunterfahren eines Prozesses einleiten zu können. Hierfür wird ein Testelement zur Überwachung des Stromkreises vorgesehen, welches aufgrund seiner elektrischer oder elektronischer Charakteristik eine Unterscheidung verschiedener Zustände, insbesondere Einschaltzustand, Ausschaltzustand, Kurzschluss ermöglicht. Vorteilhafterweise ist ein derartiges Schaltelement in nahezu allen elektromechanischen Schaltgeräten, wie Befehlsgeräte, Positionsschalter, Schütze oder Leistungsschaltern, einsetzbar.In summary, the invention relates to a switching element, comprising a switching contact for interrupting or producing a circuit. The stated aim of the invention is first to detect a parallel circuit of the circuit in which the switching element is used, and thus to eliminate the risk of an unnoticed malfunctioning command device and secondly to detect a line break in a control or signaling circuit at the time of occurrence and thus measures such as initiate controlled shutdown of a process. For this purpose, a test element for monitoring the circuit is provided, which allows a differentiation of various states, in particular on state, off state, short circuit due to its electrical or electronic characteristic. Advantageously, such a switching element in almost all electromechanical switching devices, such as command devices, position switches, contactors or circuit breakers, can be used.

Claims (13)

Schaltelement (S0..S4) aufweisend ein Schaltglied mit einem Schaltkontakt (5,6) zur Herstellung oder Unterbrechung eines Stromkreises, dadurch gekenn - zeichnet, dass mindestens ein Testelement (T0-T11) zur Überwachung des Stromkreises vorgesehen ist.Switching element (S0..S4) comprising a switching element with a switching contact (5,6) for the production or interruption of a circuit, characterized - characterized in that at least one test element (T0-T11) is provided for monitoring the circuit. Schaltelement (S0..S4) nach Anspruch 1, wobei das Testelement (T0..T11) parallel oder in Reihe mit dem Schaltkontakt (5,6) geschaltet ist.Switching element (S0..S4) according to claim 1, wherein the test element (T0..T11) is connected in parallel or in series with the switching contact (5,6). Schaltelement (S0..S4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Testelement (T9,T10) zwischen den Kontakten des Schaltkontaktes (5,6) angeordnet ist und zum kontaktieren vorgesehen ist.Switching element (S0..S4) according to one of the preceding claims, wherein the test element (T9, T10) between the contacts of the switching contact (5,6) is arranged and is provided for contacting. Schaltelement (S0-S4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Testelemente (T9,T10) parallel und in Reihe mit dem Schaltkontakt (5,6) geschaltet sind.Switching element (S0-S4) according to one of the preceding claims, wherein test elements (T9, T10) are connected in parallel and in series with the switching contact (5, 6). Schaltelement (S0-S4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das oder die Testelemente (T0-T11) in unmittelbarer Nähe zum Schaltkontakt (5,6) gelegen ist / sind.Switching element (S0-S4) according to one of the preceding claims, wherein the one or more test elements (T0-T11) is / are located in the immediate vicinity of the switching contact (5, 6). Schaltelement (S0-S4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Testelement (T0-T11) außerhalb oder innerhalb des Gehäuses des Schaltelements (S0-S4) anordenbar oder angeordnet ist.Switching element (S0-S4) according to any one of the preceding claims, wherein at least one test element (T0-T11) outside or inside the housing of the switching element (S0-S4) can be arranged or arranged. Schaltelement (S0-S4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Testelement (T0-T11) ein Strom beeinflussendes Element ist.Switching element (S0-S4) according to one of the preceding claims, wherein the test element (T0-T11) is a current-influencing element. Schaltelement (S0-S4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Testelement (T0-T11) einen ohmschen, kapazitiven und/oder induktiven Widerstand und/oder eine Diode, insbesondere eine Zenerdiode, aufweist.Switching element (S0-S4) according to one of the preceding claims, wherein the test element (T0-T11) has an ohmic, capacitive and / or inductive resistance and / or a diode, in particular a Zener diode. Schaltelement (S0-S4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Testelemente (T0-T11) eine Schaltung aus ohmschen, kapazitiven und/oder induktiven Widerständen und/oder Dioden, insbesondere Zenerdioden, bilden.Switching element (S0-S4) according to one of the preceding claims, wherein the test elements (T0-T11) form a circuit of ohmic, capacitive and / or inductive resistors and / or diodes, in particular zener diodes. Schaltelement (S0-S4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an dem Testelement (T0-T11) eine Überwachungseinheit zur Strom- und/oder Spannungsmessung anschließbar oder angeschlossen ist.Switching element (S0-S4) according to one of the preceding claims, wherein a monitoring unit for current and / or voltage measurement can be connected or connected to the test element (T0-T11). Schaltelement (S0-S4) nach Anspruch 10, wobei die Überwachungseinheit zur Abgabe eines elektronischen, akustischen und/oder optischen Warnsignals an eine Datenverarbeitungseinheit oder einen Benutzer vorgesehen ist.Switching element (S0-S4) according to claim 10, wherein the monitoring unit for delivering an electronic, audible and / or visual warning signal to a data processing unit or a user is provided. Schaltelement (S0-S4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schaltkontakt (5,6) ein Öffnerkontakt oder ein Schließerkontakt ist.Switching element (S0-S4) according to one of the preceding claims, wherein the switching contact (5,6) is a normally closed contact or a normally open contact. Befehlsgerät (15), insbesondere Not/Aus-Schalter, mit einem Schaltelement (S0-S4) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.Command device (15), in particular emergency stop switch, with a switching element (S0-S4) according to one of claims 1 to 12.
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