带有主操动机构、辅助操动机构和控制单元的操动单元

摘要

本发明公开了一种操动单元,该操动单元具有一个主操动机构(1)和一个辅助操动机构(2),借助这两个操动机构可断开或接通负载回路(4)。该主操动机构(1)在按规定操作时,通过供给电能被致动,而在不供给电能时不致动。该辅助操动机构(2)通过供给电能被去致动,且可通过手工操作致动。一个控制单元(3)仅仅在该主操动机构(1)的实际致动状态与该主操动机构(1)的预期致动状态有偏差时才将该辅助操动机构(2)去致动。

说明书

本发明涉及一种带有一个主操动机构、一个辅助操动机构和一个控制单元的操动单元，

-其中借助这些操动机构将一个负载回路断开或接通，且一旦两操动机构中至少一个未被致动时，该负载回路断开，

-其中主操动机构在按规定操作时通过供给电能被致动，而当不供给其电能就不致动，

-其中向控制单元传送主操动机构的实际致动状态，

-其中，当主操动机构的实际致动状态和预期致动状态有偏差时，该控制单元使辅助操动机构去致动。

一种这样的操动单元已经公知。这种操动单元尤其是用作所谓的电气用电支路。

在电气用电支路中主操动机构和辅助操动机构分别为接触器。因而在致动状态两者均耗电。这些操动机构同样可作为电磁阀。

本发明要解决的技术问题是提供一种操动单元，其仅带有一个在致动状态下消耗电流的操动机构。

上述技术问题是这样解决的：该辅助操动机构在供给电能时可被置于去致动状态，且控制单元仅在主操动机构的实际致动状态与预期致动状态有偏差时才使辅助操动机构去致动。

这就是说该辅助操动机构仅仅在主操动机构有故障时才被去致动。

该辅助操动机构可以用手工操作使其致动，或者通过提供电能而致动。

当要求用手工操作来致动辅助操动机构时，这仅是一个表面上的缺点。因为在主操动机构的实际致动状态与其预期致动状态有偏差时就要求修理或者更换主操动机构。从而在这种情况下总是需要有操作人员来处理该主操动机构。操作该辅助操动机构并使其致动可与主操动机构的修理或更换一起进行。该辅助操动机构的再致动在某种程度上可以说是附带完成的。

一个通过供给电能而去致动、仅通过手工操作再致动的辅助操动机构的例子是一个断路器。

如果该辅助操动机构通过供给电能再致动，则它成为一个双稳态元件，也就是说作为双稳态断路器。在这种情况下，尤其可以随时(如每隔四小时到十二小时)对该辅助操动机构的性能进行检查。

当向控制单元传送辅助操动机构的实际致动状态时，该操动单元的工作更可靠。

作为一种优选，将主操动机构的实际致动状态，或许还将辅助操动机构的实际致动状态通知一个该控制单元的上一级单元。

主操动机构可以由该控制单元致动或去致动。作为一种替换方式，还可以通过上一级单元直接控制该主操动机构。

可以向该控制单元持续地供给电能。作为一种替换方式，还可以仅仅在主操动机构的预期致动状态与一个致动的主操动机构相应时才向该控制单元供给电能。在这种情况下，该控制单元在主操动机构去致动时须由一个能量缓存器在短时间内继续供给能量。此时，能量缓存器必须这样来配置，在主操动机构去致动时还能核查该主操动机构的去致动，必要时并能使该辅助操动机构去致动。

当将主操动机构、辅助操动机构和控制单元布置在一个共同的壳体中时，则该操动单元的结构特别紧凑。

当该壳体将主操动机构、辅助操动机构和控制单元以高保护方式隔离起来，则该操动单元还可用于喷水和大量灰尘的环境中。高保护方式是指其中的保护至少达到IP54，最好IP65，甚至可能IP67。

当控制单元具有用于将主操动机构和辅助操动机构与负载回路相连接的插接座以及向主操动机构、辅助操动机构和控制单元供给电能的插接座时，该操动单元的外部电线连接很快完成。这些插接座优选为可从从外部接近的。

当这些插接座具有使那些与插接座相连的插接头和/或置于插接座上的保护罩在连接时更为牢靠的保持结构时，该操动单元的工作特别可靠。

以下对实施方式的描述给出本发明的进一步的优点和细节。其中以原理图的方式给出：

图1和图2各为一个操动单元。

按照图1，一个操动单元具有一个主操动机构1、一个辅助操动机构2和一个故障防护控制单元3。借助此两操动机构1、2可将一个负载回路4断开或接通。一旦该两操动机构1、2中至少有一个未被致动，则负载回路4被断开。

主操动机构1由一个故障防护控制器5通过继电器6和供电线路7来提供电能。在主操动机构1按规定操作时通过供给电能使其致动，而当不供给其电能时就不致动。主操动机构1例如可以是接触器或继电器。

与此相反，辅助操动机构2在供给电能时被去致动。例如该辅助操动机构2可以是断路器。在这种情况下，该辅助操动机构2只能通过手动使其再致动。作为一种替换方式，还可以这样来构成辅助操动机构2，使其在供给电能时再致动。在这种情况下，其为双稳态元件，可以说是双稳态断路器。

按照图1，该负载回路4是一个负载电路。作为一种替换，该负载回路还可以是液压或气动负载回路。在这种情况下，此两操动机构1、2为液路或气路电磁阀。

该控制单元3接受加在供电线路7上的供给电压U。由此可以监测主操动机构1的供给电能。当供给电压U超过一个极限电压时，该控制单元3确定该主操动机构1应当致动，作为主操动机构1的预期致动状态。否则，控制单元3确定主操动机构1应被去致动，作为主操动机构1的预期致动状态。该控制单元3还从提供给主操动机构1的电能确定主操动机构1的预期致动状态。

此外，还向控制单元3输送一个主操动机构1的实际致动状态。这例如可以如图1所示那样，对主操动机构1配置一个随主操动机构1的运行一起通断的强制操作开关8。作为一种替换方式，例如也能监测负载回路4的开关状态。

该控制单元3将此主操动机构1的实际致动状态与此主操动机构1的预期致动状态进行比较。如果此两致动状态之间有偏差，该控制单元3使该辅助操动机构2去致动。如果该主操动机构1按规定未被致动，按照本发明该辅助操动机构2仍然处于致动状态。于是，该辅助操动机构2仅在主操动机构1的实际致动状态与预期致动状态有偏差时才被去致动。

按照图1，辅助操动机构2配置了一个与主操动机构1类似的、随辅助操动机构2一起通断的辅助开关9。将辅助开关9的通断状态及该辅助操动机构2的实际致动状态同样被传送给控制单元3。因而，将该主操动机构1和辅助操动机构2的实际致动状态如图1虚线所示那样通知该故障防护控制器5或另一个上一级的单元10。

按照图1，主操动机构1由该可靠的控制器致动或去致动。作为一种替换方式，该主操动机构1还可通过一个控制单元3致动或去致动。

按照图1，仅在该主操动机构1的预期致动状态与一个已致动的主操动机构1相应时，才向该控制单元3提供电能。因此对该控制单元3配置了一个能量缓存器12，例如一个储能电容器12。借助此能量缓存器12，在主操动机构1被去致动时，还可向该控制单元3在短时间内继续供给能量。其中该能量缓存器12的大小这样设置，使该控制单元3在主操动机构1处于预期的去致动时，还能确定该主操动机构1的实际致动状态的偏差，并能将辅助操动机构2去致动。作为一种替换方式，还可对该控制单元3通过辅助连接持续地供给电能。

此外，从图1可以看出，两操动机构1、2和控制单元3布置在一个共同的壳体11中。因此该操动单元可作为一个单元进行安装或拆卸。

由于该操动单元的自监测，可由控制器5单通道地对主操动机构1进行控制。这样就能达到欧洲标准EN954-1的最高安全级别4。

图2给出的是图1所示操动单元的机械结构布置。

按照图2，壳体11为高保护方式的壳体11，主操动机构1、辅助操动机构2和控制单元3以及开关8、9借助该壳体与周围环境隔离。“高保护方式”是指其中保护至少达到保护方式IP54，最好达到保护方式IP65，甚至可能达到保护方式IP67。

按照图2，操动单元具有插接座13至15。这些插接座13至15位于壳体外部，可在壳体外部使用。利用插接座13，可将主操动机构1和辅助操动机构2与负载回路4相连接。利用插接座14可向主操动机构1、辅助操动机构2和控制单元3供给电能。利用插接座15可向控制单元3传送进一步的信号，如紧急信号。

对插接座13配设了联锁杆16。对插接座14配设了螺纹孔17。插接座15上设有螺纹18。联锁杆16、螺纹孔17和螺纹18构成保持结构16至18。借助这些保持结构，图中未示出的、与插接座13至15相连接的插接头和/或图中未示出的、装于插接座13至15上的保护罩能可靠地防止由于疏忽而造成的松脱。

在壳体11上设置插接座13至15以及为插接座13至15配设保持结构16至18由于壳体11具有高保护方式显然可以与壳体11的存在和构成无关。