CN101060045A - 手动操作的保护开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于保护电动机和/或保护线路的手动操作的保护开关。这种保护开关可通过插上可更换的附件模块(10，20)来模块式扩展。应设置这样一个装置，只有在保护开关处于关断位置中时才可通过该装置实现该保护开关的模块式组装。为此提出，附加模块(10，20)到一个插入井道(120)中的插入和/或附加模块(10，20)从一个插入井道(120)中的抽出可通过一个闭锁装置(48)闭锁，该闭锁装置构造在操作轴(44)上并且可通过该操作轴(44)的转动激活。

Description

手动操作的保护开关

技术领域

本发明涉及一种用于保护电动机和/或保护线路的手动操作的保护开关。这种保护开关作为电动机保护开关已公开，这种电动机保护开关在它们的释放动作方面(直到多倍起动电流)与待保护的电动机相协调，或者这种保护开关用作线路保护开关，这种线路保护开关用于保护电气线路或设备以免热引起的过载或短路损坏。释放动作以及因此这种保护开关的使用取决于热引起的和短路的释放值。

背景技术

这种电动机保护开关可装备有可更换的过电流释放器模块(CH-PS 319019，DE 36 42 719 A1)。在此，操作者可装上完全不同的释放器模块，这些释放器模块的区别在于不同的电流范围或不同的惯性级。

出于安全技术的原因，释放器模块应在保护开关的接通位置中不可抽出。为此在DE 3642719 A1中提出了闸板形式的安全装置。在该闸板中存在一个窗，操作旋钮伸过该窗。该窗这样构造，使得操作旋钮在接通位置中闭锁地搭接窗的边缘，由此，释放器模块不可从插接好的位置中抽出。该安全装置(闸板)是一种非常费事地设计的部件。

这种或类似装置的缺点也可在于，操作旋钮可从操作轴上拔下来，因为没有特别地固定该操作旋钮以防取下。此外，DE 3642719 A1中的安全装置(闸板)在机械方面构造得相对薄进而易于损坏，由此，在粗暴操作时该安全装置可被毁坏。在这两种情况下锁止功能失效。

在DE 195 15 923 A1中描述了一种保护开关，可通过插上可更换的附件模块来模块式扩展该保护开关。该保护开关具有一个朝操作工作面伸出的棱柱状的壳体件，在该壳体件上相对于操作工作面垂直地构造有两个连接面和接触面。在该现有技术中，附加模块可直接插接在保护开关上或者附加模块与保护开关分开地固定在一个底座(承载轨道)上。在此描述的保护开关的模块式组装可与保护开关是否处于接通位置中不相关。

发明内容

因此，本发明的任务在于，在保护开关中可实现与至少一个可更换的附加模块的模块式组装并且提出一种装置，通过该装置可实现与至少一个附加模块的组装或者实现在保护开关接通时附加模块不可从组装部分中分开。

从开头所述类型的手动操作的保护开关出发，该任务根据本发明通过根据本发明的手动操作的保护开关来解决，而本发明的有利的进一步构型从下述技术方案中得到。

根据本发明，提出了一种手动操作的保护开关，用于保护电动机和/或保护线路，该保护开关包括：一个基础组件，该基础组件基本上包括该保护开关的至少一个转换机构、一个具有旋钮和至少一个转换机构的操作轴的手动的操作装置，以及至少一个配备有第二插接装置的插入井道，所述插入井道用于至少一个设置有与所述第二插接装置对应的第一插接装置的可更换的附加模块，其中，该手动的操作装置安置在一个朝操作工作面突出的棱柱状的壳体件上，并且该操作轴垂直于该操作工作面设置，其中，附加模块到一个插入井道中的插入和/或附加模块从一个插入井道中的抽出可通过一个闭锁装置闭锁，该闭锁装置构造在该操作轴上并且可通过该操作轴的转动激活。

本发明的核心在于，附加模块插入到一个插入井道和/或附加模块从一个插入井道中抽出可通过一个闭锁装置来闭锁，该闭锁装置构造在操作轴上并且可通过操作轴的转动激活。优点在于，除了操纵简单之外还存在避免未经允许或未经授权地更换附加模块的可靠锁止。附加模块可在保护开关上执行不同的附加功能。因此可作为可插接、可更换的附加模块使用：过电流释放器模块、总线耦合组合件、电子部件、用于跨接触头的连接器组合件、远程转换的伺服驱动装置和其它装置。

与根据本发明的保护开关相联系的是可插接的、无需特殊措施就可更换的附加模块(例如释放器模块)的优点，通过该优点，保护开关本身“现场”还可与使用情况相协调或者如果需要时可在其值方面进行变化。同时，在电气设备或要保护的电动机上工作时附加模块可被抽出，其中，存在一个可看得到的隔离位置并且线路可被可靠地中断。此外，在这里重要的还在于，用于插接触头的开口设计成对手指安全的并且由此得到保护以免无意的接触。所提出的锁止自主地进行而无需从外部通过操作轴的转动来附加地操作。通过该锁止保证了保护开关接通时附加模块的可靠固定。在接通状态中，保护开关受到通过操作旋钮激活的闭锁装置的阻止。由此，附加模块不可在接通状态中从组合开关中抽出来。附加模块只有在保护开关关断时才可被抽出和更换。

对优选的实施形式作如下说明。

闭锁装置进入插入井道或从插入井道中出来并且阻止附加模块的运动。

对于第一插接装置应优选理解为插接触头，对于相对应的第二插接装置应优选理解为插接插孔。但也可在要求的布置形式中调换插接触头和插接插孔。

概念“插入井道”应作广义理解，因此，用于插接装置(插接触头、插接插孔)的导向元件也可理解为插入井道或插入井道的主要的部分。这样的部分可实体地构造在具有壁元件的壳体上，这些壁元件用于在附加模块插入时在侧面对附加模块导向。插接方向通常垂直于操作工作面。因此，在基础组件上相对于操作工作面垂直地构造有至少一个用于附加模块的连接面并且所述至少一个连接面设置有直线的导向元件，所述导向元件与至少一个构造在附加模块上的接收元件这样地共同作用，使得附加模块可插入到导向元件(“插入井道”)中。附加模块的插入或取出被闭锁装置阻止。在保护开关通过操作轴转换到接通位置中时，附加模块不可被插入直到触头闭合。

该闭锁装置由一个围作用着操作轴的圆周的凸缘构成。该凸缘在操作轴转动时进入导向元件的型廓部中或从其中出来；或者一般来讲：凸缘阻挡插入到插入井道中的附加模块。在此，构造在凸缘上的第一区段仅在保护开关的接通位置中伸到导向元件(“插入井道”)的型廓部中。

但闭锁装置也可以以其它形式构造，但是也可由围作用着操作轴的凸缘操作。凸缘在操作轴转动时这样对一个可平移运动的滑动件加载，使得该滑动件仅在保护开关的接通位置中阻止附加模块的运动。

所述直线的导向元件可构造成导向元件的和呈构造在附加模块上的燕尾槽形式的型廓轨道的型廓部。但直线的导向元件也可以以触头插孔的形式构造，其中，插接触头处于触头插孔中并在那里被导向。

构造在附加模块上的型廓轨道可具有一个构造成空隙的、用于凸缘的嵌入槽缝。移出到闭锁状况中的凸缘伸入到该嵌入槽缝中并且阻止附加模块或者运动到插接位置中或者从插接位置中运动出来。该空隙这样设置，使得该空隙在附加模块处于插接好的位置中时与凸缘位置对应。在型廓轨道的延长部中紧接着该空隙构造有一个突出部。

该突出部的长度和位置以及该突出部与保护开关中触头插孔的距离是这样的：被插入直到使该突出部止挡在凸缘上的附加模块的插接触头仍未到达触头插孔。

因为滑动件仅应在由凸缘操作的位置中移出到嵌入槽缝中，所以，滑动件逆着一个复位弹簧的力被支承着。随着滑动件从嵌入槽缝中伸出，滑动件又运动返回到不闭锁的静止位置或初始位置中。

有利的是，该闭锁装置进出所述导向元件并且阻止附加模块的运动。

有利的是，该凸缘在该操作轴转动时这样进出所述导向元件的型廓部，使得第一区段仅在该保护开关的接通位置中伸到所述导向元件的型廓部中。

有利的是，该闭锁装置由一个围作用在该操作轴的圆周上的凸缘构成，该凸缘在该操作轴转动时这样对一个可平移运动的滑动件加载，使得该滑动件仅在该保护开关的接通位置中阻止附加模块的运动。

有利的是，所述直线的导向元件以触头插孔的形式存在。

有利的是，所述附加模块是过电流释放器模块。

有利的是，所述附加模块是构造成用于接触器的触桥的连接器组合件。

附图说明

本发明的其它细节和优点从下面借助于附图描述的实施例中得到。附图表示：

图1具有两个附加模块的保护开关的示意性视图；

图2具有锁止凸缘的操作轴和锁止滑动件的立体视图以及保护开关的第一平面上的直线的导向元件的视图；

图3从上面观察具有锁止凸缘的操作轴时的俯视图，其中勾画出了设置在两个平面两侧的附加装置(释放模块、连接器组合件)；

图4释放模块和连接器组合件的插接过程的立体视图。

具体实施方式

这些图涉及一种保护开关，该保护开关是一个可插接在一起的组合开关的组成部分，该组合开关的部件按照模块系统构造。给该手动操作的保护开关(在图1中示意性地示出)配置两个附加模块10、20。一个具有操作工作面102的棱柱状的壳体件110突出地位于中部。附加模块可在开关壳体上相对于操作旋钮的轴线平行地插在突出的壳体件旁边。壳体件基本上包括一个待以操作轴44通过旋钮42手动操作的、用于操作保护开关的至少一个转换机构的装置。

借助于操作旋钮42来操作保护开关，关断位置和接通位置可用该操作旋钮通过转动90°来转换。开关触头在接通位置中闭合并且释放单元可被激活。保护开关的开关触头可手动地通过借助于操作旋钮42使驱动轴44进行第一转动来从该位置中打开。在开关驱动机构中，驱动轴释放锁并且打开开关触头。为了手动地关断，在反方向上短促地转动就足以操作该锁。为此无需完全转动90°。在故障情况下自动关断并且打开开关触头时，驱动轴44被强制性地一起运动。

在保护开关的关断状态中——在那里开关锁和开关触头打开，不可直接将保护开关置于接通状态中。释放单元的机械的力储存器必须暂时张紧。为此通过使操作旋钮(和驱动轴)从关断位置向左转动大约20°至30°(即在相对于接通运动的反方向上)来激活释放单元。

对于本发明有意义的是，操作轴44相对于操作工作面102并且相对于固定面(在保护开关的背面上)垂直地设置。在壳体件110上相对于操作工作面102垂直地(在右侧和左侧)构造用于可更换的附加模块10、20的连接面104、106。两个连接面构造有直线的导向元件(例如成型的槽116)和连接元件(例如触头插孔122)。导向元件和连接元件与附加模块上的对应的元件(接收元件)共同作用，在所述导向元件和连接元件中可各插入一个附加模块。

在优选实施形式中提到的附加模块是一个过电流释放器模块和一个连接器组合件或触桥。通过后者将一个接触器耦合在保护开关上。附加模块具有可插接在保护开关上的相应触头插孔122中的插接触头17、27。重要的还在于，一个附加模块在闭锁装置的闭锁状态中仅可这种程度地插入，使得在插接触头与触头插孔之间仍存在或者尤其是仍可看到隔离间隔。

图2在左侧和右侧各示出了待通过操作旋钮42来转动的操作轴44的一个立体视图。操作轴44在保护开关的操作工作面102上从保护开关的壳体件110伸出来。壳体件110具有两个彼此平行地设置的连接面104和106。这些面平行于操作轴44的轴线并且垂直于固定平面以及同样垂直于操作工作面102。在面104中构造有一个直线的导向元件116，该导向元件根据图2作为燕尾槽导向装置成形。该直线的导向元件116用于对构造在释放模块10上的导向轨道16(对照图3和图4)导向。导向轨道和直线的导向元件以槽-键导向的方式协同工作。在操作轴44上构造有一个锁止凸缘48，该锁止凸缘不是绕整个圆周存在，而是大约以150°圆扇段存在。如也可在图3中看到的那样，凸缘48具有两个区段50和52，这些区段区别在于半径R1和R2。从操作轴44的轴线的中点起测量，第一区段52比第二区段50具有更大的半径R1。

在保护开关和操作轴44的接通位置中，凸缘的区段52通过开口118(参见图2左侧)从壁104中伸出到导向装置型廓部中并且在整个宽度中伸到导向元件116的该型廓部中，如在图3的下部分中可看到的那样。在操作轴向左转动90°(再参见图3中的视图)后，区段52与导向元件116脱离配合；仅仅第二区段50处于导向元件116的型廓部的区域中。由此实现：在转换机构的接通位置中，凸缘完全处于导向元件的型廓部中并且附加模块的插入被闭锁。在转动90°、由此转动到开关的关断位置中时，第一区段52让出型廓部。在保护开关和操作轴44的关断位置中，凸缘48的第一区段52不伸到导向元件116的型廓部中。型廓轨道可在直线的导向元件116中滑动，附加模块10可被插接或抽出。

为了可使保护开关与其它装置、例如与一个接触器连接，可设置一个刚性的触桥(或者也被称为连接器组合件)作为附加模块。在图4中描绘的实施形式中，连接器组合件20构造成大致板状的。在该连接器组合件上在两侧向下直立伸出地存在三对插接触头27′、27″。第一插接触头27′嵌入到接触器的在该图中未详细描绘的相应的端子插孔中，而第二插接触头27″插入到保护开关的或另一个被事先插上的机械连接器的相应的触头开口中并且与位于那里的端子插孔形成导电接触。所述的触头开口在图4中没有详细描绘。通过每个触头对27-27″实现保护开关与接触器之间的电流连接。

在装配开关-接触器组合时以这样的方式进行，即首先将保护开关固定在一个底座上(例如固定在一个承载轨道上)。其它装置、例如接触器和机械连接器(尤其是在较大开关功率的情况下使用时)也固定在底座(承载轨道)上并且通过触桥20与保护开关的触头连接。与机械连接器组合的触桥20还具有特殊的功能，即提高保护开关-接触器组合的机械稳定性。

触桥应仅在开关关断时可插入或抽出。为保证触桥仅可在上述状况中运动，设置有对应配置的第二锁止功能。在凸缘上存在两个区段：第一区段作为用于导向装置型廓部的锁止器，第二区段作为用于一个逆着弹簧的力被支承的闭锁元件60的操作棱边(撞开棱边)53。闭锁元件60描绘在图2左侧、图3和图4中。作用原理是这样的：随着操作轴的运动，撞开棱边53使滑动件60笔直平移地通过一个开口从壁106中运动到导向元件117的型廓部中。根据图3的视图，操作轴的运动向右转；该运动相应于接通方向上的转动。

一个半圆形的突出部28在导向元件117的(在图1和图4中)表示成半圆形的型廓部中滑动。滑动件60由此阻挡半圆形的突出部28。在图4中在下面示出：连接器组合件处于插接好的位置中并且闭锁滑动件阻止从该位置中抽出来，因为滑动件阻挡突出部28的运动。插接触头与触头插孔之间的隔离间隔处于附加模块与保护开关的基础组件之间。有利的是，在附加模块未被插接时可看到该隔离间隔。构造在附加模块10上的型廓轨道16具有一个构造成空隙的、用于凸缘48的嵌入槽缝19。移出到闭锁状况中的凸缘伸入到该嵌入槽缝19中并且阻止附加模块的运动。空隙19这样设置，使得该空隙在附加模块处于插接好的位置中时与凸缘的位置对应。在型廓轨道的延长部中紧接着该空隙构造有一个突出部18。该突出部的长度(T2)和位置(图4中T1+T2)以及该突出部与保护开关中触头插孔的距离是这样的：被插入直到使该突出部止挡在凸缘上的附加模块的插接触头仍未到达触头插孔。

Claims (13)

1.手动操作的保护开关，用于保护电动机和/或保护线路，该保护开关包括

一个基础组件，该基础组件基本上包括该保护开关的至少一个转换机构、一个具有旋钮(42)和至少一个转换机构的操作轴(44)的手动的操作装置以及

至少一个配备有第二插接装置(122)的插入井道(120)，所述插入井道用于至少一个设置有与所述第二插接装置(122)对应的第一插接装置(17，27)的可更换的附加模块(10，20)，

其中，该手动的操作装置安置在一个朝操作工作面(102)突出的棱柱状的壳体件(110)上，并且该操作轴(44)垂直于该操作工作面(102)设置，其特征在于：附加模块(10，20)到一个插入井道(120)中的插入和/或附加模块(10，20)从一个插入井道(120)中的抽出可通过一个闭锁装置(48)闭锁，该闭锁装置构造在该操作轴(44)上并且可通过该操作轴(44)的转动激活。

2.根据权利要求1所述的保护开关，其特征在于：该闭锁装置(48)进出所述插入井道(120)并且阻止附加模块(10，20)的运动。

3.根据权利要求1所述的保护开关，其特征在于：在该基础组件上相对于该操作工作面(102)垂直地构造有至少一个用于附加模块(10，20)的连接面(104，106)并且所述至少一个连接面(104，106)设置有直线的导向元件(116)，所述导向元件与至少一个构造在所述附加模块(10，20)上的接收元件(16，28)这样地共同作用，使得所述附加模块(10，20)可插入到所述导向元件(116)中。

4.根据权利要求3所述的保护开关，其特征在于：该闭锁装置(48)进出所述导向元件(116)并且阻止附加模块(10，20)的运动。

5.根据上述权利要求之一所述的保护开关，其特征在于：该闭锁装置是一个围作用着该操作轴(44)的圆周的凸缘(48)。

6.根据权利要求5所述的保护开关，其特征在于：该凸缘(48)在该操作轴(44)转动时这样进出所述导向元件(116)的型廓部，使得第一区段(52)仅在该保护开关的接通位置中伸到所述导向元件(116)的型廓部中。

7.根据权利要求5所述的保护开关，其特征在于：该闭锁装置由一个围作用在该操作轴(44)的圆周上的凸缘(48)构成，该凸缘在该操作轴转动时这样对一个可平移运动的滑动件(60)加载，使得该滑动件(60)仅在该保护开关的接通位置中阻止附加模块(10，20)的运动。

8.根据权利要求1或2所述的保护开关，其特征在于：所述直线的导向元件构造成所述导向元件(116)的和呈构造在附加模块(10)上的燕尾槽形式的型廓轨道(16)的型廓部。

9.根据权利要求1所述的保护开关，其特征在于：所述直线的导向元件以触头插孔(122)的形式存在。

10.根据权利要求1、2或3所述的保护开关，其特征在于：所述构造在附加模块(10)上的型廓轨道(16)具有一个这样设置的空隙(19)，使得该空隙在附加模块(10，20)处于插接好的位置中时与凸缘(48)的位置对应。

11.根据权利要求7所述的保护开关，其特征在于：该滑动件(60)逆着一个复位弹簧的力被支承着。

12.根据权利要求1所述的保护开关，其特征在于：所述附加模块是过电流释放器模块(10)。

13.根据权利要求1或12所述的保护开关，其特征在于：所述附加模块是构造成用于接触器的触桥的连接器组合件(20)。

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