CN101256920A - 印刷电路部件控制设备及包括该设备的脱扣系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及组装印刷电路板(12)调节部件(14)促动装置(20)的方法和由此形成的组件(10)，以及该组件的控制部分。所述促动装置(20)包括杆部(22)和上部(28)，所述上部设置有槽(26)，该槽夹入所述机盖(16)的适当开口(18)中。这样，由所述机盖(16)抵消了所述促动装置(22、28)上的垂直应力，并且保护了所述板(12)。进一步可以在所述促动装置的上部(28)和所述孔(18)之间留出间隙，该间隙包括在所述槽(26)的高度处。

Description

印刷电路部件控制设备及包括该设备的脱扣系统

技术领域

本发明涉及促动电气脱扣系统的旋转部件，所述旋转部件特别是作用在印刷电路板上的编码开关。借助组装间隙，所述系统可以承受其操作所固有的应力，而不会让所述旋转部件受到应力而脱离所需的旋转。

本发明更普遍地涉及电气装备的一部分，其中印刷电路板的保护机盖以这样的方式布置，以承受不同应力，而不会让夹紧在其上的印刷电路板调节部件的促动装置向所述部件传递任何压力。优选应用场合是电子脱扣系统，例如断路器的电子脱扣系统，该保护系统可以用旋转开关调节。

本发明还涉及一种组装元件诸如电子脱扣系统的方法，所述方法在所述元件的组装和操作中实现了对力传递的优化。

背景技术

如文件FR2696275所述并在图1A中示意性地表示，模制壳体断路器1包括脱扣单元2，其例如可以互换，收容在断路器1的壳体内并能使断路器1的触头被促动。例如，脱扣单元2可以是电子式的，其处理单元接收电流传感器提供的信号，当电流信号值超过预设阈值并持续预定时间段时，断路命令指令继电器打开触头。这种脱扣单元2包括绝缘材料制成的机壳，所述机壳由设计成固定在断路器1壳体内的底部罩壳3和操作者可见的顶部罩壳4形成。印刷电路板5收容在壳体3、4中，见图1B。

优选可以经由连接在所述处理单元的装置6从外侧调节所述断路阈值。印刷电路板5支撑设定开关7，所述设定开关要求在脱扣单元2壳体的前面板4具有开口8，以便从外侧接触。带有不同编码位置(例如8、10或16)，特别是旋转式的配合开关7，特别是旋转式配合开关实现了其中一种最可靠的实施例。开关7相对于板5的预定角度位置相应于出现在输出换能器输出端信号的二进制编码(例如见文件FR2638918)。借助促动装置6促动旋转编码开关7。通常，旋转编码开关包括中心孔，促动手柄6的杆部可以插入其中。从外侧旋转所述手柄6并将开关7置于预定位置。通常，只要由板5/旋转开关7形成的组件没有配合在壳体3、4内，则开关7的相对旋转位置就不稳定，并且也没有办法知道其中的设定状态。而且，还希望所述设定调节手柄6向开关和印刷电路5施加尽可能小的应力。

在不限制电子设备整体尺寸时，对于所述促动装置可以使用传统组装技术，例如从作为弹簧的开槽套筒延伸出孔8，如文件DE10039287所述。但是，印刷电路板5上可以用于促动装置6的空间越来越频繁地受到限制，这限制了配合选择。但是在操作中，特别是对于尺寸受限的电子系统，断路器1可能产生气体排放——过压力(箭头)，因此简单的轮7/手柄6接合可能将促动装置6从旋转编码开关7“喷出”。尽管这样在开关7上带来压力，但是常用组装方法还是包括将所述壳体的机盖4定位在促动装置6上，以使手柄6“卡”在剩余空间中。

发明内容

在其他优势当中，本发明的目的是缓解电子断路设备旋转编码开关操作装置的配合问题。更普遍地说，本发明涉及电气开关部件，其包括装备有旋转调节部件的印刷电路板，所述旋转调节部件可以从它们的壳体外侧促动，本发明还涉及设定所述调节部件的设备。

为避免在调节部件和印刷电路板上产生应力，本发明的组装方法包括配合步骤，在保护机盖固紧到所述板之后，通过将所述调节部件的促动装置夹紧在所述保护机盖的孔中，以使啮合所述促动装置杆部所需的应力施加在所述机盖上而不施加在所述调节部件上，即所述印刷电路板不承受有关应力。生产线上这种延迟组装更加使得能确定促动装置的尺寸，以使进行调节设定和操作时所述应力也施加在所述机盖上。所述调节部件被动驱动，但是本发明的方法进一步容许元件之间的较大间隙。考虑到所述促动装置杆部的可用空间，借助定位在所述机盖平面内且不平行于所述杆部的装置进行夹紧，所述装置诸如例如配合在凸片上的花键(spline)。

在本发明优选实施例中，本发明的方法进一步包括测试和/或调节步骤，例如通过不同促动装置的连续自动促动，来初始化它们的相对位置和初始编码。

根据另一项特征，本发明涉及与印刷电路板关联的旋转调节部件的控制设备，所述控制设备包括藉由其杆部与所述板的保护机盖协作的部件促动装置。所述机盖包括通孔，所述促动装置因所述孔周边几何形状以及所述促动装置两个面板之间存在槽的原因而夹紧在所述通孔中。为了能生产这种组件，同时保持尺寸较小，所述孔周边设置有与所述机盖位于相同平面上的装置，该装置能沿着平行于所述机盖的方向移动。由所述孔形成的通道因此断开形成起作用部分和间隙部分。例如，一个或多个凸片界定所述孔的起作用部分，所述促动装置可以夹紧在该起作用部分中，由于所述孔的间隙部分的原因，所述凸片沿着平行于所述机盖的方向用作弹簧，且局部插入所述槽中。

特别是以花键来进行夹紧，而不是在所述槽全部周边进行夹紧。具有优势的是，花键配合在从所述机盖引出或与之平行的凸片一端，配合的时候，这样能实现所述机盖的弹簧效果。例如，所述孔周边形成琴颈(lyre)形状。该实施例进一步能使所述凸片相对于所述机盖外表面发生简单偏移，以使配合时所述促动装置不从所述机盖突出。

因此所述系统配合就位后，可以以精确可靠的方式促动所述调节部件，而不会在印刷电路板上施加不必要的应力。根据优选实施例，特别是就所关心的杆部长度而言，所述促动装置是用模制塑料制成的小尺寸部件。所述促动装置夹紧在所述槽中的时候，可以存在平行于所述机盖的横向间隙，以增加机加工和对准公差。

因此本发明涉及与印刷电路板关联的旋转调节部件的操作设备，所述操作设备包括促动装置，该促动装置包括第一外面板、相对的第二面板，其表面约束在所述第一面板内，所述第一和第二面板被槽彼此分开；和从所述第二面板突出并能与所述旋转调节部件联合操作的杆部。所述操作设备进一步包括保护机盖，其设置有局部被所述机盖阻挡的通孔，从而在所述机盖配合到印刷电路板上的时候，形成基本上面对所述旋转调节部件定位的两个部件。所述孔设计成使得所述促动装置可以夹在所述机盖内，配合在其槽中，且在夹入以后可以围绕其杆部旋转。

本发明的设备可以用于包括多个调节部件的印刷电路板，在这种情况下，所述机盖包括多个孔，每个孔相应于一个部件且所述设备包括多个促动装置，它们夹在每个孔中以促动每个部件。具有优势的是，所有的孔形状和几何形状类似且每个促动装置相同且可以互换。

所述旋转调节部件可以是带有若干位置类型的开关或电位计、“编码轮”或其任何替代实施例。优选调节部件包括中心凹部，且其促动装置为蘑菇形，带有杆部(杆)和基本上圆形的上部，所述上部设置有槽，该槽将两个面板分开，所述第二面板尺寸小于所述促动装置夹紧就位后操作者可见的所述第一面板。具有优势的是，除了止动件之外所述第二面板为圆形，所述止动件与所述机盖的孔的起作用部分的相应通道联合操作，以使仅可以在单个相对位置插入所述促动装置。例如，该位置由雕刻在所述上面板的箭头来辨别，所述雕刻印记也可以用于通过旋转而操作所述促动装置和所述调节部件的目的，特别是通过插入工具来进行。

特别是在具有不同设定位置的编码部件的情况下，优选所述机盖在其孔的周边具有止动件，用来阻挡所述促动装置旋转，以使其行程受到限制。

根据另一项特征，本发明涉及电气开关装备特别是脱扣系统的元件，所述脱扣系统包括装备有例如编码器的调节设备，该调节设备与如上所述的操作设备关联。特别是本发明涉及电气开关装备，可以通过该系统来断路所述装备的触头。

附图说明

从示于附图并作为非限制性示例给出的本发明特别实施例的以下说明中，其他优势和特征将变得更加清楚明白。

图1A和1B，已经说明过，图示了装备有电子脱扣单元的断路器，且编码器的促动装置为传统配合；

图2以示意图的方式示出了本发明的组装方法；

图3A至3C表示本发明优选实施例的脱扣系统不同部件；

图4图示了促动装置相对于所述机盖的行程。

具体实施方式

在本发明实施例的脱扣系统10中，如图2示意性地表示，印刷电路板12装备有必要的调节部件14，在这里是编码开关，该印刷电路板配合在壳体中，然后以适当方式固定机盖16。机盖16一个面17基本上平行于板12，设置有沿着所述板12的法线对准促动编码器14的孔18，允许一定的对准误差，在阅读本说明之后将更为明白。脱扣系统10可以与断路器连接，如参照图1所述，且后者尺寸最小化，特别是根据优选实施例，印刷电路板12上的自由距离小于7mm，已知旋转开关1 4在高度方向占据该空间的三分之二。则促动装置20不能占据理所当然的空间，这样就限制了制造选择。

一旦获得脱扣系统10的壳体，则促动装置20就通过夹紧在孔18中而进行配合，所述促动装置包括杆部22，其尺寸能使其与旋转开关14联合操作。特别根据优选实施例，杆部22非常短，小于2.5mm。可以通过任何已知装置实现联合操作，但是优选编码开关14包括凹部24，促动装置20杆部22插入其中。两个元件22、24上的非对称性，例如圆形啮合件(见图3A)上的平坦表面，防止部件14装错(foolproofing)和杆22旋转时发生被动驱动。为了防止板12上存在任何应力，优选杆部22长度小于距离调节部件14凹部24底部的可用距离，以使部件14和促动装置20之间存在纵向间隙(图3B)。这样，无论是促动装置20夹紧到机盖16上的时候，还是因板12之下因断路器的断开导致存在过压力的时候，都能防止杆部22和旋转开关14之间发生接触。保护了印刷电路板不受所述应力影响，同时不影响精度和旋转驱动。

制造脱扣系统时，应该注意，不同定位术语(“上方”、“下方”等)涉及一般的形式，认为机盖16的面板17水平置于板12上，所述术语自然不以任何方式限制本发明系统的定位。

考虑到本发明优选组件的尺寸约束，由机盖16实现所述夹紧，所述机盖在其孔18高度处具有弹性且插入促动装置20上部28的槽26中。孔18周边实际上包括在机盖16的面板17厚度中，或略微从其偏离，即基本上在机盖16的高度处进行夹紧。特别是孔18并不是由其端部具有弹性的套筒延伸成的——这种情况受到界定孔18的两部分18A、18B的装置30局部阻碍：起作用的中心部分18A，促动装置20定位并夹紧在其中，被间隙部分18B环绕，以使阻碍装置30至少局部插入槽26中。阻碍装置30呈现至少一个凸片的形式，例如固紧到机盖16的面板17一端，并能在平行于面板17的方向上横向弹动，以夹紧在槽26中，这种选择利用了机盖16通常以刚性模制塑料制成这一事实，所述刚性模制塑料即使相对孔18的复杂周边形状也易于造型。这种选择也使促动装置20的设计制造简化，包括使其尺寸最小化。特别是促动装置20以绝缘材料例如模制塑料制成单个部件。

而且，鉴于本发明的夹紧系统，在孔18起作用部分18A中可以容许促动元件20的横向间隙，例如对于截面为圆形直径约为2mm的杆部22来说，在所述促动装置夹紧的时候，孔18可以允许促动装置20横向移动±0.4mm，即机盖16的孔18与部件14的凹部24之间对准的总公差约为20％。这种方案特别有利的原因在于，除了可以让配合和组装更容易之外，还降低了制造和报废成本，而不会减损印刷电路板12上的后续操作精度。

因此，促动装置20一般呈现为蘑菇形，带有杆22和上部28。根据优选实施例，上部28包括夹紧槽26，大致为环形，其尺寸进行了优化，以使操作容易且保证脱扣系统10的前面板承受促动装置20装配后的电气和机械应力。例如，可见的促动元件20上部28为直径约10mm的圆形，且总厚度约为3到4mm。

促动装置20上部28包括第一面板32，其对操作者可见，且组装后留在机盖16“上方”，例如厚度约0.8mm。具有优势的是，第一面板32设置有用来驱动促动元件20进而驱动部件14旋转的装置33，例如狭槽，优选能标记各种相对位置的箭头33，布置在上部28，以使工具可以插入其中用来配合，并通过旋转来调节。

促动元件20上部28的第二面板34，即固紧杆部22的地方，优选平行于所述第一面板，且其表面约束在第一面板32内，以使其更容易插入机盖16的孔18中。特别是夹紧时所要求的其至少一部分周边可以呈锥形。这两个面板32、34被槽26分开，所述槽具有优势地完全围绕元件20。槽26设计成接收脱扣系统10的机盖16，且其厚度略微大于孔18周边厚度，以吸收组装产生的应力以及脱扣时产生的过压力。槽26的厚度因此类似于阻碍装置30的厚度，所述阻碍装置自身从机盖16上面板17的厚度引出(extract)。槽26的深度根据制造参数以及承受的介电应力确定尺寸，并且为了易于安装以及当可能产生过压力时保持在机盖16周围。例如，槽26限定的中部直径约为6mm，即槽26相对于第二面板34的深度约为机盖16的厚度。

在机盖16孔18的起作用部分18A中限定的圆具有介于槽26直径与第二面板34直径之间的直径(图3C)，促动元件20夹紧于其中。所述第一部分18A被阻碍凸片30和间隙部件18B至少局部从机盖16真实表面分开。

考虑到尺寸以及便于插入和/或可能发生的拆卸，机盖16的孔18的第一部分18A因此直径略大于第二面板34的直径。在其周边设置有至少一个具有优势的锥形固紧花键36，且优选至少有两个，以保证杆部22保持正交。花键36优选定位在阻碍凸片30的自由端，且只有花键36插入槽26中。夹紧时后面板34施加的推力因此被花键36和凸片30承受，以使后面板34可以推花键36，在凸片30恢复到其初始位置时，所述花键插入槽26中。具有优势的是，存在两个固紧附着到机盖16且两者都设置有花键36的凸片30，花键36例如径向对置，以使在形成与所需尺寸相容的周边时，促动装置20和机盖16的中线保持平行。

在正交促动元件20杆部22的平面上，凸片30基本上水平。具有优势的是，凸片30和花键36相对于机盖16上表面17偏移，以使促动装置20第一面板32基本上与机盖16外面板处于相同高度或略微低一些。特别是如图3C所示，凸片30从机盖16切出并呈现琴颈(lyre)形式，相对着所述琴颈连接到机盖16的连接件留出自由空间。

组装时为了保证分度，可以优选在促动装置20第二后面板34上布置非对称件，特别是止动件40，将止动件40相应于机盖16孔18的通道42定位，具有优势地具有适当尺寸。这样，即使自动进行配合，在零时刻任何一个印刷电路板12的调节部件14的促动装置全部具有相同取向。例如，如果用于旋转的装置33包括刻出的箭头，则所述初始位置相应于“正午”位置。这表示只有将会通过夹紧而面对花键36的第二面板34的位置44可以被倒角，从而改善了所组装的操作设备的整体刚性。

具有优势的是，在进行不同调节时，可以利用促动装置20上的定位止动件40。在其朝向脱扣系统10内部的表面上，则机盖16可以具有调节止动件46，其优选与通道42径向对置且能与定位止动件40联合操作，所述调节止动件例如是插入孔18的周边的高点。从而限制了编码开关14和设备20的旋转行程，见图4。

一旦完成配合，则值得进行如此组装的不同部件20的测试或预调节。例如，测试工具关联在操作装置33处，以调节开关14的位置和/或系统10的参数。同样，特别由箭头33和止动系统40、46指示取向。

而且，为了“盲”插入调节工具，具有优势地为促动装置20前面板32设置用于朝向操作装置30导向的装置，例如凹部48，优选带有倒角表面。在系统组装、调节和测试后，标签贴在机盖16上的时候，本实施例特别合适：这种标签具有孔，所述孔通常小于促动装置(例如对于直径为10mm的促动装置20上面板32，保持4mm的直径)，并且如果壁部被倒角，则相对于凹部48的略微偏移也看不出来。

尽管已经参照电气开关设备的电子脱扣系统说明了本发明，但是本发明并不限于此，本发明还考虑了其他元件——除了旋转编码开关之外的部件，像电位计，也可以配合在印刷电路板上，从而接受本发明设备的操作和/或控制。优选表面安装印刷电路板部件(SMC)，但是过孔安装的部件也可以接受本发明设备的控制。

同样，本发明特别适合小型系统，特别是印刷电路板上厚度较小的系统，但是所述杆部也可以制作地更长而不作其他特别改动。

Claims (14)

1.一种与印刷电路板(12)关联的旋转调节部件(14)的控制设备，包括：

促动装置(20)，该促动装置包括第一外面板(32)；相对的第二面板(34)，该第二面板的表面约束在所述第一面(32)内，所述第一和所述第二面板被槽(26)彼此分开；和杆部(22)，所述杆部从所述第二面板(34)突出并能与所述旋转调节部件(14)联合操作；

保护机盖(16)，所述保护机盖具有一个面板(17)，所述机盖配合后，该面板(17)基本上平行于所述印刷电路板(12)，所述面板(17)设置有通孔(18)，当所述机盖(16)配合在所述印刷电路板(12)上的时候，所述通孔基本上面对所述旋转调节部件(14)定位，其中由所述孔(18)限定的通道被平行于所述面板(17)的凸片(30)局部阻挡，从而包括第一起作用部分(18A)和第二间隙部分(18B)，

所述促动装置(20)能夹入所述机盖(16)中，且夹入后围绕该促动装置的杆部(22)旋转，所述杆部(22)穿过所述孔(18)的所述第一起作用部分(18A)且所述凸片(30)至少一部分(36)插入所述槽(26)中。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述促动装置(20)模制成单体部件。

3.如权利要求1或2所述的设备，其中，所述促动装置(20)包括位于其第一外面板(32)上的操作装置(33)，所述操作装置能使所述促动装置旋转，所述操作装置特别是可以插入工具的雕刻印记。

4.如权利要求1至3中任一项所述的设备，其中，所述促动装置(20)的所述第一外面板(32)是圆盘，所述相对的第二面板(34)基本上为圆形，除了从该圆形突出的定位止动件(40)之外，并且所述孔(18)的第一起作用部分(18A)包括所述定位止动件(40)的通道，以使所述促动装置(20)仅能在相对旋转位置插入。

5.如权利要求4所述的设备，其中，所述机盖(16)面对所述印刷电路板(12)的表面包括止动件(46)，该止动件(46)与所述定位止动件(40)联合操作来阻挡的促动装置(20)旋转，该止动件(46)优选与所述通道(42)相对。

6.如权利要求1至5中任一项所述的设备，其中，所述凸片(30)一端自由，所述这一端包括至少一个能插入所述槽(26)的花键(36)。

7.如权利要求1至6中任一项所述的设备，其中，所述起作用部分(18A)由两个凸片(30)界定，以使所述孔(18)基本上为琴颈形。

8.如权利要求1至7中任一项所述的设备，其中，所述孔(18)的第一起作用部分(18A)设计成使得在夹入所述促动装置(20)之后在所述槽(26)中留出间隙，从而使得所述装置(20)能相对于所述机盖(16)横向移动。

9.如权利要求1至8中任一项所述的设备，其中，在夹入之后，所述促动装置(20)的第一面板(32)位于所述机盖(16)的外表面高度处，或低于外表面高度。

10.一种与印刷电路板(12)关联的多个旋转调节部件(14)的控制设备，包括权利要求1至9中任一项所述的设备，其中所述机盖装备有多个类似的通孔(18)和多个相同的促动装置(20)，其中在所述机盖(16)配合到所述印刷电路板(12)上的时候，所述多个通孔基本上面对所述旋转调节部件(14)定位。

11.一种包括印刷电路板(12)的电气开关装备(1)的电子脱扣系统(10)，所述印刷电路板装备有至少一个旋转调节部件(14)并包括权利要求1至10中任一项所述的旋转部件(14)的控制设备。

12.一种电气开关装备(1)，包括至少两个彼此相对可动的触头和权利要求11所述的脱扣系统。

13.一种包括印刷电路板的电气开关装备的部件(10)的制造方法，所述印刷电路板装备有与促动装置(20)关联的旋转调节部件(14)，所述促动装置能借助杆部(22)使所述旋转调节部件(14)旋转，该方法包括：

组装所述调节部件(14)和所述印刷电路板(12)；

配合机盖(16)以保护所述印刷电路板(12)；然后

将至少一个促动装置(20)夹入所述机盖(16)的面对调节部件(14)的孔(18A)中，所述促动装置的杆部(22)与所述部件(14)联合操作，所述孔(18A)的周边包括至少一个凸片(30)，所述凸片基本上平行于所述印刷电路板(12)并为了夹入能沿着平行于所述板(12)的方向移动。

14.如权利要求13所述的制造方法，还包括借助与所述促动装置(20)联合操作的工具来测试所述调节部件(14)位置的步骤。

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