Der eingangs genannte Motorantrieb dient zur Einstellung des Stufenschalters, des Umstellers oder der Tauchkernspule auf die jeweils gewünschte Betriebsstellung ; in ihm sind alle mechanischen und elektrischen Baugruppen, die zum Antrieb erforderlich sind, vereinigt.

Aus der Firmenschrift BA 47/91 de"Motorantriebe"der Anmelderin ist der prinzipielle Aufbau eines solchen Motorantriebes bekannt. Wichtige mechanische Baugruppen sind das Lastgetriebe und das Steuergetriebe. Das Lastgetriebe betätigt direkt den Stufenschalter o. dgl. ; es weist dazu einen entsprechend dimensionierten Elektromotor als Antriebsmotor auf. Das Steuergetriebe enthält eine Nockenscheibe, die sich bei jeder Umschaltung des Stufenschalters o. dgl., d. h. Betätigung des Motorantriebes, um eine volle Umdrehung dreht. Diese Nockenscheibe enthält Schaltnocken zur Betätigung verschiedenster Nockenschalter, die ihrerseits Bestandteil der noch zu erläuternden elektrischen Baugruppe sind. Das Steuergetriebe enthält weiterhin Mittel zur Anzeige der Stufenstellung bzw. des Schaltschrittes während der Umschaltung.

Die elektrischen Baugruppen im Motorantrieb bestehen aus den verschiedensten Stromkreisen ; dazu gehören der Motorstromkreis, bei dem die Klemmen des Antriebsmotors über Bremsschütze, Motorschütze und andere Schaltmittel mit der Stromzuleitung verbunden sind. Dazu gehören weiterhin der Steuerstromkreis und verschiedene Meldestromkreise und Auslösestromkreise für Motorschutzschalter. Die Steuerung des Motorantriebes erfolgt nach dem Prinzip der Schrittschaltung, d. h. ein Verstellvorgang um einen Schaltschritt wird durch einen einmaligen Steuerimpuls eingeleitet und danach zwangsläufig-praktisch unaufhaltsam-zu Ende geführt. Die Abtriebswelle des Motorantriebes, die, von dessen Antriebsmotor betätigt, mit der Antriebswelle des Stufenschalters o. dgl. gekuppelt ist, vollführt dabei eine genau festgelegte Anzahl von Umdrehungen. Die Laufzeit dieser Schrittschaltung wird durch eine Steuernocke des Steuergetriebes mit genau einer Umdrehung je Stufe bestimmt.

Die erläuterten notwendigen Grundfunktionen des Motorantriebes sind in der IEC 60214 festgelegt.

Diese IEC fordert u. a. auch eine Durchlaufschutzeinrichtung, die im Fehlerfall ein unkontrolliertes Durchlaufen des Motorantriebes bis in dessen Endstellung verhindert. Zu einem solchen Versagen der Schrittschaltung des Motorantriebes kann es durch ein"klebendes"Motorschütz, defekte Nockenschalter, eine defekte Schützspule oder auch durch einen zu großen Nachlauf des Antriebsmotors kommen. In einem solchen Fehlerfall muss die geforderte Durchlaufschutzeinrichtung zuverlässig den Motorschutzschalter auslösen und damit den Motorantrieb stillsetzen, um dessen unerwünschtes Durchlaufen bis in die Endposition gerade zu verhindern.

Dazu ist es aus der bereits genannten Firmenschrift BA 47/91de Motorantriebe"bereits bekannt, die Laufzeit des Motorantriebes mittels eines Zeitrelais zu überwachen, wobei das Zeitrelais dabei auf die maximal mögliche Laufzeit des Motorantriebes einschließlich ggf. erforderlicher Durchlaufstellungen eingestellt wird. Nachteilig dabei sind die hohen Kosten eines solchen Zeitrelais, die Fehleranfälligkeit der Elektronik bei rauem Trafobetrieb und die relativ späte Fehlererkennung bei Motorantrieben mit mehreren Durchlaufstellungen. Außerdem wird ein Defekt im Zeitrelais selbst nicht erkannt und damit der gesamte Durchlaufschutz wirkungslos.

Aus der eingangs ebenfalls bereits genannten WO 98/38661 ist eine weitere Durchlaufschutzeinrichtung bekannt, bei der im Steuergetriebe zwei zusätzliche Steuernocken vorhanden sind, die mit zusätzlichen nockengesteuerten Überwachungskontakten korrespondieren und die Betriebszustände der Schütze während der Laufzeit überwachen. Bei dieser Durchlaufschutzeinrichtung prüft einer der zusätzlichen Überwachungskontakte zu Beginn des jeweiligen Umschaltvorganges ab, ob einer der Motorschütze aktiviert ist und das Schrittschaltschütz nicht betätigt ist. Der andere der beiden Überwachungskontakte prüft etwa in der Mitte des jeweiligen Umschaltvorganges ab, ob dann das Schrittschaltschütz betätigt ist. Ist dies nicht der Fall, wird die Auslösespule des Motorschutzschalters betätigt und damit der Motorantrieb stillgesetzt. Auch dabei treten verschiedene Nachteile auf : Zunächst einmal ist bei dem ersten Überwachungskontakt zur Überprüfung der Schaltzustände zu Beginn des Umschaltvorganges ein richtungsabhängiges Schaltverhalten nötig. Dies erfordert eine aufwändige und kostenintensive Mechanik. Des Weiteren sind die beiden Überwachungskontakte nach dem Stand der Technik nicht eigensicher aufgebaut, d. h. der Ausfall eines dieser Kontakte wird im normalen Betrieb nicht erkannt und führt im Fehlerfall zu einem unkontrollierten Durchlauf des Motorantriebes in die Endstellung-die Durchlaufschutzeinrichtung ist in einem solchen Fall wirkungslos. Des Weiteren kann es bei der bekannten Lösung auftreten, dass der zweite der beiden beschriebenen Überwachungskontakte etwa in der Mitte des Umschaltvorganges einen Fehler erkennt, was bestimmungsgemäß zur Auslösung des Motorschutzschalters führt, bei einer Schaltung des Stufenschalters etwa mit einem Vorwähler jedoch problematisch ist, da zu diesem Zeitpunkt während der Umschaltung der Vorwähler noch geöffnet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Motorantrieb der eingangs genannten Art anzugeben, der die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist und mit technisch einfachen und kostengünstigen Mitteln einen zuverlässigen Durchlaufschutz ermöglicht, wobei die einzelnen Bauteile selbstüberwachend sein sollen, d. h. auch interne Fehler der Durchlaufschutzeinrichtung erfasst werden sollen.

Diese Aufgabe wird durch einen Motorantrieb mit den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Die erfindungsgemäße Anordnung und Betätigungssequenz der beiden Nockenschalter zum Durchlaufschutz weist zahireiche Vorteile auf. Zunächst einmal sind beide Nockenschalter richtungsunabhängig, d. h. unabhängig von der Drehrichtung der Abtriebswelle des Motorantriebes, dadurch ist die Betätigung kostengünstig und ohne hohen mechanischen Aufwand zu realisieren.

Zudem ist die Anordnung der beiden Nockenschalter eigensicher, d. h. bleibt einer der beiden Schalter im Fehlerfall hängen oder kleben, wird im Laufe dieser Schaltung der Motorschutzschalter betätigt. Weiterhin findet durch die gewählte Betätigungssequenz und damit die vorgesehenen Überprüfungszeiträume während der Umschaltung die Überprüfung außerhalb der Vorwählerschaltung am Stufenschalter statt.

Ein besonderes Problem bei einem Motorantrieb mit einem Durchlaufschutz, auch beim erfindungsgemäßen Motorantrieb, stellen sogen. Durchlaufstellungen im Motorantrieb dar, die, bedingt durch die jeweilige Bauart des zu betätigenden Stufenschalters o. dgl., ohne zusätzlichen Impuls einfach automatisch überfahren werden. Dies wird über eine in den Motorantrieb eingebaute Stellungsmeldeeinrichtung erreicht. Eine solche Stellungsmeldeeinrichtung ist z. B. aus der WO 98/53276 bekannt. Sie besteht aus einer Stellungsmeldeplatine, einem Stellungsmeldemodul und einem Verbindungskabel. Mit dem Stellungsmeldemodul wird ein Wechsler simuliert, der in einer Durchlaufstellung, d. h. dem automatischen Überfahren einer Position, seine Schaltposition ändert. Über diesen Wechsler wird Spannung an die Spule des jeweiligen Motorschütz gelegt, damit dieses über das Ende der Stellung hinaus angezogen bleibt. Hierzu ist es notwendig, für diesen Zeitraum eine bekannte Durchlaufschutzeinrichtung zu deaktivieren, da sie dieses gewollte Schaltverhalten sonst als Fehler erkennt. Bei dieser technischen Lösung zur Realisierung von Durchlaufstellungen ergeben sich verschiedene Nachteile. Zunächst einmal ist die notwendige Stellungsmeldeeinrichtung aufwändig und teuer, zudem werden interne Fehler in ~ der Stellungsmeideeinrichtung nicht erkannt. Ebenso gravierend ist jedoch, dass, wie erläutert, die Durchlaufschutzeinrichtung-d. h. die Sicherheitseinrichtung !-zumindest kurzzeitig deaktiviert werden muss. In besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist daher im Steliungsmeldegetriebe ein zusätzlicher Nockenschalter als Öffner vorgesehen, der über den kompletten Stellungsbereich betätigt werden kann. In den jeweiligen Durchlaufstellungen sind Auslöser vorgesehen. Dabei lässt der zusätzliche Nockenschalter kurz vor Ende der Schaltung das Schrittschaltschütz abfallen. Zu diesem Zeitpunkt sind alle Überprüfungen der Durchlaufschutzeinrichtung bereits abgeschlossen. In der Folge wird die elektrische Selbsthaltung der Motorschütze reaktiviert und der Motorantrieb macht eine weitere Schaltung ; eine separate Stellungsmeldeeinrichtung ist ebenso wenig erforderlich wie ein Deaktivieren der Durchlaufschutzeinrichtung.

Die Erfindung soll nachfolgend an Hand von Zeichnungen beispielhaft noch näher erläutert werden.

Es zeigen : Fig. 1 ein Schaltdiagramm der beiden Nockenschalter für die Durchlaufschutzeinrichtung nach dem Stand der Technik Fig. 2 ein Schaltdiagramm der beiden Nockenschalter bei einem ersten erfindungsgemäßen Motorantrieb Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Steuerschaltung dieses Motorantriebes Fig. 4 die vollständige Durchlaufschutzeinrichtung innerhalb der Steuerschaltung dieses Motorantriebes Fig. 5 eine Steuerschaltung bei einem zweiten erfindungsgemäßen Motorantrieb.

Zunächst soll noch einmal kurz zum Vergleich an Hand von Figur 1 der Stand der Technik beschrieben werden, so wie er sich aus der WO 98/38661 ergibt. Bei dieser Durchlaufschutzeinrichtung prüft einer der beiden Nockenschalter S1 zu Beginn der Schaltung zwischen Schaltschritteinheit 2 und 3 ab, ob einer der Motorschütze K1, K2 aktiviert ist und der Schrittschaltschütz K20 nicht betätigt ist. Der zweite Nockenschalter S2 prüft etwa in der Mitte der Schaltung im 17. Schaltschritt ab, ob das Schrittschaltschütz K20 jetzt betätigt ist ; ist dies nicht der Fall, wird die Auslösespule des Motorschutzschalters betätigt. Es liegt auf der Hand, dass zumindestens beim Nockenschalter S1 zur Überprüfung der Schaltzustände am Anfang der Schaltung ein nur aufwändig zu realisierendes richtungsabhängiges Schaltverhalten notwendig ist, worauf weiter oben bereits hingewiesen wurde.

Nachfolgend soll an Hand der Figur 2 die Betätigungssequenz der beiden Nockenschalter bei einem ersten erfindungsgemäßen Motorantrieb erläutert werden. Vorausgeschickt wird, dass auch hier wie beim Stand der Technik eine vollständige Umschaltung aus 33 Schaltschritten besteht. Der Nockenschalter S1 wird in Drehrichtung"rechts"oder"+"auf eine Betätigung in den Schaltschritteinheiten 3... 29, der Nockenschalter S2 in derselben Drehrichtung auf eine Betätigung in den Schaltschritteinheiten 4... 30 eingestellt. In Drehrichtung links"bzw.-"ergibt sich ein entgegengesetztes Verhalten für S1 (Schaltschritteinheiten 4... 30) sowie analog für S2 (Schaltschritteinheiten 3... 29). Beide Nockenschalter sind damit richtungsunabhängig und benötigen keine aufwändige Mechanik zu ihrer Betätigung. Die beiden Schaltpunkte bzw. Zeitbereiche zwischen den Schaltschritteinheiten 3... 4 und 29... 30, in denen die beiden Nockenschalter S1 und S2 nicht überlappend betätigt sind, können durch eine entsprechende Schaltung ausgewertet und erfindungsgemäß als Überbrückungszeitpunkte für die Durchlaufschutzeinrichtung verwendet werden.

Die hier an Hand konkret ausgewählter Schaltschritte dargestellte Betätigungssequenz der beiden Nockenschalter S1 und S2 kann auch auf allgemeine Weise dargestellt werden, da die Erfindung nicht auf die beispielhaft ausgewählten Werte begrenzt ist. Geht man aus von einer Umschaltung mit n Schaltschritten so erfolgt die Betätigung von S1 während der Schaltschritte a... b, die von S2 <BR> <BR> während der Schaltschritte (a + 1). .. (b + 1) mit dem Symmetriekriterium a = n- (b + 1). Dabei ist wiederum vorausgesetzt, dass der Zeitraum, in dem jeweils nur ein Nockenschalter betätigt ist, gerade einen Schaltschritt beträgt. Bezeichnet man diesen Zeitraum ganz allgemein mit x für eine beliebige Zahl von Schaltschritten, so ergibt sich noch allgemeiner für die Betätigung von S1 der <BR> <BR> Zeitraum der Schaltschritte a... b und für S2 dann (a + x). .. (b + x) mit dem allgemeinen Symmetriekriterium a = n- (b + x).

Aus Figur 3 ist in Verbindung mit der gerade erläuterten Figur 2 ersichtlich, dass die Nockenschalter S1, S2 abhängig von der Drehrichtung jeweils von 3... 29 Schaltschritteinheiten und von 4... 30 Schaltschritteinheiten betätigt werden ; sie sind so verschaltet, dass sich abhängig von der Drehrichtung an den beiden Zwischenklemmen 12,13 ein Impuls von 3... 4 und von 29... 30 Schaltschritteinheiten ergibt.

Aus Figur 4, in der der vollständige Schaltungsteil der Durchlaufschutzeinrichtung gezeigt ist, ist zu sehen, dass über die Reihenschaltung K1 : 61-62 und K20 : 62-61 bzw. K2 : 61-62 und K20 : 62-61 zu Beginn der Schaltung in den Schaltschritteinheiten 3... 4 überprüft wird, ob der Motorschütz K1/K2 für die jeweilige Richtung aktiv ist.

Ober die Reihenschaltung K1 : 83-84 und K20 : 84-83 bzw. K2 : 83-84 und K20 : 84-83 wird zu Beginn der Schaltung in den Schaltschritteinheiten 3... 4 sichergestellt, dass das Schrittschaltschütz nicht noch von der letzten Schaltung betätigt ist.

Ober die Reihenschaltung K2 : 61-62 und K20 : 62-61 bzw. K1 : 61-62 und K20 : 62-61 wird am Ende der Schaltung während der Schaltschritteinheiten 29... 30 überprüft, ob das Schrittschaltschütz jetzt betätigt ist.

Es ist zu sehen, dass beide Nockenschalter richtungsunabhängig betätigt werden. Ferner lässt sich erkennen, dass beide Schalter eigensicher sind, d. h. bleibt einer der beiden Nockenschalter S1 oder S2 hängen oder kleben, wird im Laufe der Schaltung der Motorschutzschalter betätigt.

Dadurch, dass die beiden Überwachungszeiträume an den Anfang sowie das Ende der gesamten Umschaltung gelegt sind, wird sichergestellt, dass die Überprüfung der Schaltzustände außerhalb der Betätigung eines etwa am Stufenschalter angeschlossenen Vorwählers erfolgt.

In Figur 5 ist ein zweiter erfindungsgemäßer Motorantrieb gezeigt, der einen zusätzlichen Nockenschalter S37, der als Öffner ausgeführt ist, enthält, der über den gesamten Stellungsbereich betätigt werden kann. In den jeweiligen Durchlaufstellungen, d. h. den Stellungen des Motorantriebes, die, wie weiter oben erläutert, überfahren werden sollen, sind Auslöser vorgesehen, die den zusätzlichen Nockenschalter S37 kurz betätigen. Dieser zusätzlicher Nockenschalter S37 lässt kurz vor Ende der Schaltung das Schrittschaltschütz K20 abfallen. Zu diesem Zeitpunkt sind alle Überprüfungen der Durchlaufschutzeinrichtung mit den Nockenkontakten S1 und S2 bereits abgeschlossen. Die elektrische Selbsthaltung der Motorschütze wird reaktiviert und der Motorantrieb macht eine weitere Schaltung. Auch dieser Nockenschalter S37 ist eigensicher, d. h. bei seinem Ausfall oder Kleben kommt es nicht zu einem unkontrolliertem Durchlaufen in die Endstellung. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist keine Deaktivierung der eigentlichen Durchlaufschutzeinrichtung mit ihren Nockenschaltern S1 und S2 nötig, zudem kann die kostenintensive Stellungsmeldeeinrichtung, die nach dem Stand der Technik erforderlich ist, vollständig wegfallen.

Nachfolgend soll noch einmal detailliert an Hand der Figur 5 ein Umschaltvorgang in allen Einzelheiten erläutert werden : 3 Schaltschritteinheiten nach Beginn der Schaltung wird einer der Durchlaufschutzkontakte S1 bzw.

S2 betätigt. Ober die Zwischenklemme X20 : 14 wird Spannung an die Spule von K37 gelegt. Der Kontakt K37 : 21-24 im parallelen Selbsthaltekreis des Schrittschaltschützes für den Durchlauf schließt.

In einer Durchlaufstellung wird nach 25... 27 Schaltschritteinheiten der Durchlaufkontakt S37 : C-NC, der eigentliche Selbsthaltekreis, geöffnet. Das Schrittschaltschütz hält sich nur noch über K37 : 21-24 und K20 : 53-54. Nach 30 Schaltschritteinheiten fallen die Durchlaufschutzkontakte S1 bzw. S2 zurück und das Relais für den automatischen Stellungsdurchlauf K37 fällt ab. Der Kontakt K37 : 21-24 öffnet und unterbricht die Selbsthaltung des Schrittschaltschützes K20. Die Kontakte K20 : 21-22 bzw. K20 : 31-32 fallen zurück und aktivieren wieder die elektrische Selbsthaltung der Motorschütze K1 : 73-74, K2 : 73-74.

Somit ist die Schaltung nicht mit dem Rückfall der mechanischen Selbsthaltekontakte für die jeweilige Richtung S12, S14 beendet, es wird vielmehr eine weitere Schaltung eingeleitet.

6... 8 Schaltschritteinheiten nach Beginn der nächsten Schaltung fällt der Durchlaufkontakt S37 : C- NC zurück. K20 : A1-A2 wird aktiviert und die Schaltung wird normal beendet.