CN103247487B - 用于电气开关设备的开关单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电气开关设备（100）、特别是用于电气断路器的开关单元（10），所述开关单元包括：触发机构（20），其具有切换杆（22）和能够用所述切换杆（22）来操纵的开关机构（24）；和至少一个止动板（30），所述触发机构（20）固定在所述止动板上，其中所述至少一个止动板（30）具有至少一个定位接片（32），所述定位接片构造用于将所述开关单元（10）定位在所述电气开关设备（100）的壳体（110）中。

Description

用于电气开关设备的开关单元

技术领域

本发明涉及一种用于电气开关设备的开关单元，以及一种电气开关设备、特别是电气断路器。

背景技术

用于电气开关设备的开关单元以及相应的电气开关设备原则上已知。它们通常包括一具有切换杆的触发机构。此外，在这种触发机构中经常设置能够操纵的开关机构，所述开关机构能够通过所述切换杆来操纵。此外，为了固定所述触发机构，在大多数情况下设置了尤其以板状的延伸部形式的止动板，在止动板上例如通过此外也可以作为支承点或者说支承轴起作用的铆钉来固定所述触发机构。

对于已知的开关单元来说，不利的是，所述触发机构在电气开关设备内部、尤其在所述电气开关设备的壳体内部的定位只能比较麻烦地或者说以较长的公差链来实现。因此对于已知的开关设备、例如断路器来说，所述开关单元布置在下部壳体部分中，在所述下部壳体部分上又固定着壳体上部。但是在此期望所述触发机构、尤其所述切换杆或者说开关机构的尽可能精确的取向。因此这一点引起了：在已知的开关单元中通过切换杆的运动并且/或者通过所述开关机构的运动不仅能够满足一种功能而是能够满足两种或者多种功能。这意味着，例如设置了机械接口，所述机械接口在两个位置之间操纵所述切换杆时使得这种运动除了所述开关机构之外也传递给其它机构、例如操纵元件。为了保证，这种传递以在机械方面可靠的方式来进行，所述开关单元在电气开关设备内部尽可能精确的几何定位非常重要。但是，如果所述开关单元在电气开关设备内部的定位通过多个作为公差链的带有公差的止挡来实现，则存在着这样的危险，即不能实现足够精确的定位。这一点只能通过以下方式来避免，即为各个构件的制造预先给定特别窄的公差数据，从而该公差链的合计的总公差在允许的范围内波动。这在制造各个构件、特别是开关单元、壳体构件和开关设备的其它构件时导致较高的成本。

发明内容

本发明的目的是，至少部分地消除已知的开关单元和已知的电气开关设备的前述缺点。本发明的目的尤其是，提供一种用于电气开关设备的开关单元以及电气开关设备、特别是断路器，其中能以成本经济且简单的方式实现开关单元在电气开关设备中尽可能精确的定位。

前述目的通过具有权利要求1的特征的开关单元以及具有权利要求5的特征的开关设备来实现。本发明的其它特征和细节由从属权利要求、说明书和附图中获得。在此结合按本发明的开关单元描述的特征和细节当然也适用于结合按本发明的开关设备并且相应地反之亦然，从而关于有关单个的发明方面的公开内容始终相互参照或者说可以相互参照。

按本发明的用于电气开关设备、特别是用于电气断路器的开关单元具有触发机构或者说断开机构（Schaltschloss）。该触发机构具有切换杆和能够用所述切换杆来操纵的开关机构。此外，所述开关单元具有至少一个止动板。按本发明的开关单元的特征在于，所述至少一个止动板具有至少一个定位接片。该定位接片构造用于将所述开关单元定位在所述开关设备的壳体中。换句话说，在按本发明的开关单元中通过所述定位接片来直接进行开关单元的定位。与已知的、间接地例如通过所述开关单元本身的外部尺寸或者装配辅助器件、例如螺栓或者铆钉而定位的开关单元相反，按本发明实现开关单元的直接定位。尤其通过定位接片直接定位在对于这种定位来说非常重要的构件上。这例如可以是所述开关设备的壳体上部，相对于其定位例如另一个开关设备或者说另一个开关，其利用切换杆切换为第二功能。

与已知的按现有技术的开关单元相比，按本发明的设计方案实现了：在定位开关单元时避免了较长的公差链。由此提供了定位的所期望的精度以用于初级的和次级的开关功能的机械功能。此外，可以针对各个构件的制造规定较大的公差范围，因为该公差范围与开关单元在电气开关设备中的定位精度无关地或者说部分无关地构成。

所述止动板优选构造为板状的、尤其基本上平坦的。它例如可以由金属、优选由钢构成。通过铆钉或者其它固定器件在所述止动板上固定开关机构。这些固定器件也可以构造为用于其它构件的支承器件、例如支承轴。

所述触发机构本身对于所述切换杆来说例如具有塑料构件，该塑料构件配备有把手区段。在该把手区段上，切换杆可以优选在至少两个位置之间来回运动。在这种运动的过程中能够由切换杆占据多个位置。所述运动方向也可以称为切换杆的切换方向。所述开关机构尤其用于将所述切换杆的运动传递到开关单元的内部或者说传递到电气开关设备的内部。为此，开关机构例如可以具有杠杆机构。在本发明的范围内也可以考虑为开关机构设置弹簧元件、特别是螺旋弹簧。

这种开关单元可以构造用于通过所述开关机构进行切换并且构造用于额外地切换为其它机构的次级功能。所述其它机构也可以称为附属组件。该附属组件可以选择性地或者原则上安装到电气开关设备中，从而按本发明的开关单元对于具有或者没有附加组件的变型方案来说同样有效。这种附加组件例如同样可以用所述切换杆来操纵。因此该切换杆可以具有接触面，如果按本发明的开关单元的切换杆运动到为此设置的位置中，则该接触面就与这种附加组件机械地相互作用。

在本发明的范围内，定位接片特别是指一种几何结构，该几何结构能够插到相应的定位开口中。所述定位接片的这种结构例如能够通过基本上平坦的、尤其扁平的延伸部来获得。定位接片优选构造为止动板上的突起，其中不存在或者仅存在着其余止动板的厚度与定位接片的厚度的微小的差。

按本发明的开关单元的定位在定位接片时优选沿切换杆的上面已经定义的切换方向来实现。所述定位用于预先给定止动板或者说固定在其上面的触发机构的定义的位置。由此在没有公差链的情况下或者仅以较短的公差链来对触发机构进行定位，从而在用于附加组件的次级转换功能时，这种改进的定位实现了附加组件的改进的或者说更为可靠的切换。

按本发明的开关单元能以下述方式进行改进：在触发机构的两侧上分别布置了止动板（Schlossplatine）。所述两个止动板都具有至少一个定位接片并且特别是彼此平行地或者基本上平行地布置。至少两个止动板的设置随之带来如下优点：这些止动板从两侧尤其三明治状地将触发机构包围。通过侧向板的优选平行的取向，可以实现所述定位接片的平行取向。通过这种方式可以实现，即实施两侧的定位，也就是说在所述触发机构的两侧实施定位。由此可以在定位之后或者在定位时降低或者说避免触发机构倾斜。这种实施方式尤其形成了多重的或者说加倍的定位。尤其在使用多个附加组件、即开关单元的多个不同的次级开关功能时，这种双倍的定位还可以进一步提高按本发明的定位精度。

还可以通过以下方式来获得一个优点：在按本发明的开关单元中，至少一个止动板和至少一个定位接片具有基本上平坦的延伸部（Erstreckung）。这种平坦的延伸部特别是平行于或者基本上平行于所述切换杆的切换方向构成。此外，沿切换方向的定位还进一步得到简化。在此尤其涉及由金属板构成的弯板件和/或冲裁件。止动板以及由此定位接片也能以这种方式以成本特别经济的方式来制造。因此可以由钢板通过弯曲和/或冲压、也就是通过成本经济的制造步骤来制造这种止动板的按本发明的实施方式。

通过以下方式来获得另一个优点：在按本发明的开关单元中，所述定位接片具有至少两个接触面和/或接触边棱。所述接触面和/或接触边棱彼此对置并且特别是沿所述切换杆的切换方向取向。接触面是指一种面，该面可以与配对部分（Gegenpart）、例如开关设备、尤其开关设备的壳体上部的壁面进行触及性接触。同样适用于接触边棱的功能，所述接触边棱可以支承到开关设备、特别是壳体的对置边棱或者对置面。换句话说，所述接触面用于避免沿相对于接触面的法向方向或者说相对于接触边棱的法向方向移动。至少两个对置的接触面的设置用于防止沿第一方向和第二方向的定位，所述第一方向和第二方向尤其是所述切换方向。换句话说，所述两个接触方向放在一根轴线或者说直线上并且彼此对置地取向。由此以按本发明的方式沿所述切换杆的切换方向的两个运动方向进行定位。尤其所述接触面是这种定位接片的侧面或者说侧边棱或者切边，其通过这种尤其构造为板片的定位接片的厚度尺寸来提供。这能够实现特别是沿所述切换方向的两个运动方向特别简单的并且首先尤其稳定的定位。

本发明的另一个主题是一种电气开关设备，特别是电气断路器、例如紧凑型断路器，所述电气开关设备具有一带有壳体上部和壳体下部的壳体。所述壳体上部和壳体下部包围一壳体内室。按本发明的电气开关设备的特征在于，在壳体内室中布置了按本发明的开关单元。所述开关单元的切换杆穿过壳体上部中的切换开口突出并且至少可以从所述壳体的外部抓住并且沿着其切换方向运动。所述开关单元的其余部分、特别是所述开关机构布置在开关设备的壳体内室中。开关单元的定位优选通过所述定位接片相对于壳体、尤其相对于所述壳体上部来实现。因为优选其它附加组件固定在壳体上部上，所以开关单元相对于与对于这种附加组件来说相同的构件、即壳体上部进行相对定位。由此在以机械方式相对彼此起作用的两个构件、即附加组件与开关单元之间进行定位时将公差降低到最低限度，从而可以获得与详细地参照按本发明的开关单元已经解释的优点相同的优点。按本发明的电气开关设备的壳体上部和壳体下部优选彼此相连接。尤其这两个构件彼此锁定。

按本发明的电气开关设备可以通过以下方式得到改进：特别是壳体上部具有至少一个朝向壳体内室的定位开口。在该定位开口中布置了至少一个用于使触发机构相对于壳体上部定位的定位接片。尤其将所述定位接片推入或者插入到该定位开口中。所述定位开口尤其设置在一构件上，该构件构造用于固定其它的、尤其具有操纵元件的组件。优选这种插入方向横向于所述切换方向，用于防止以不希望的方式进行去定位（Depositionieren）。能以成本经济的方式并且首先以非破坏性的方式进行拆卸或者说所期望的去定位。

此外下述情况可以是有利的：在于按本发明的电气开关设备中，所述至少一个定位开口具有至少两个壁面。这两个壁面通过与至少一个定位接片的外面、特别是接触面和/或接触边棱的接触来构造用于相对于切换杆的切换方向对触发机构进行定位。这些壁面也可以称为定位开口的内面或者说内壁。在与开关单元的接触面和/或接触边棱的接触中，通过这种方式可以防止所述定位接片的运动。所述运动不能越过这个止挡来，因为通过定位开口的壁面和开关单元的接触面和/或接触边棱的几何关联作用而不可能实现这种运动。尤其设置了相对于所述切换杆的切换方向的关系，从而沿这个方向实施所期望的定位。所述定位优选以微小的间隙来实现。当然也可以设置两个以上的相一致的壁面，从而除了单一的定位之外也可以沿一个以上的定位方向进行多重定位。

在下述情况下是有利的，在按本发明的电气开关设备中，在至少一个定位开口中布置了至少一个能塑性和/或弹性变形的筋条。该筋条构造用于在定位接片运动到定位开口中时减小在定位接片与定位开口之间沿至少一个方向的间隙。这种筋条尤其可以是变形筋条或者说刮削筋条（Schabrippe）。它可以变形或者甚至可以完全折断。在这种筋条折断时，断片在相邻的表面之间的空隙中楔住，从而以所期望的方式减小间隙。可以进行变形，从而优选以压配合的形式在定位接片与定位开口之间实施所期望的定位。作为这种筋条的替代方案或者补充方案，也可以考虑构造所述定位开口和/或定位接片的相应的壁部，该壁部在接合过程可以变形并且由此尤其建立形状配合连接。

在下述情况下同样是有利的：在按本发明的电气开关设备中如此布置至少两个具有不同的开口横截面的定位开口，使得其对于开关单元的定义的安装位置来说专门与开关单元的至少两个定位接片相匹配。这意味着，从几何学上的观点看两个定位开口彼此有别。由此也优选所述两个定位接片在几何学上一定彼此有别。相应的定位接片在这种实施方式中尤其构造用于唯一一个定位开口。由此防止误安装，因为待接合的构件、尤其开关单元和壳体上部只能安装在通过定位开口预先给定的取向中。这在安装时防止可能的误装配，从而还可以进一步改进按本发明的电气开关设备。同样地，例如也可以通过定位接片的相应的特殊的造型来获得。

在下述情况下是进一步有利的：在按本发明的电气开关设备中，所有定位开口和定位接片的插入方向相同或者基本上相同。这也使得了装配过程变得容易，因为即使在使用多个定位接片时只有唯一一个插入方向。这能够利用唯一一次运动将开关单元插入到开关设备的相应构件中、特别是插入到壳体上部中。

在下述情况下可以是同样有利的：在按本发明的电气开关设备中，所有定位开口和定位接片的插入方向都横向于切换杆的切换方向。这种横向于、尤其垂直于切换方向的取向实现了这样的优点，即可以避免开关单元的不希望的去定位。尤其在切换杆沿着切换方向运动时，由此通过开关单元的相应的面保证并且保持可靠且有效的定位或者说固定并且也保证并且保持了力从切换杆的运动中消除。

附图说明

下面借助附图对本发明进行详细阐述。在此所使用的概念“右侧”和“下侧”涉及具有可正常阅读的附图标记的附图的取向。其中示意性地示出：

图1a示出了按本发明的电气开关设备的第一种实施方式；

图1b示出了图1a的电气开关设备连同打开的壳体；

图2示出了图1a的实施方式的示意性部分剖面图；

图3示出了图1a的实施方式的另一个示意性部分剖面图；

图4示出了定位接片的一种实施方式的示意性部分剖面图；

图5示出了按本发明的定位接片的另一种实施方式的示意性部分剖面图；并且

图6示出了按本发明的定位接片的另一种实施方式的局部透视图。

附图标记列表：

10开关单元

20触发机构

22切换杆

24开关机构

30止动板

32定位接片

34接触面

36接触边棱

100开关装置

110壳体

112壳体上部

114壳体下部

116壳体内室

118切换开口

130定位开口

132定位开口的壁面

134能够变形的筋条

140附加组件

142附加组件的操纵元件

S切换方向

E插入方向

具有相同的功能和作用方式的元件在附图中分别具有相同的附图标记。

具体实施方式

图1a和1b示出了按本发明的电气开关设备100的一种实施方式。该电气开关设备100在图1a中以封闭状态示出并且在图1b中以打开状态示出。在按图1a的封闭状态中，所述电气开关设备100具有壳体110，该壳体包括壳体下部114和壳体上部112。此外，设置了切换开口118，切换杆22穿过该切换开口。换句话说，在按图1a的状态中，可以操作所述切换杆22，用于切换处于其下面的开关机构24。

在图1b中除去了所述壳体110、特别是壳体上部112的壳体盖。这里可以看出，已经布置了附加组件140，该附加组件同样具有操纵元件142，例如可以从图2中看出。该附加组件140例如可以事后布置，并且尤其螺纹连接在壳体110的壳体上部112上。同样在图1b中可以看出壳体内室116，在该壳体内室中布置了开关单元10。切换杆22也在去除了壳体110的壳体盖之后示出。

在图2中可以看出，当布置在图1b中看出的附加组件140时，应该通过所述开关单元10的切换杆22来同样转换这个附加组件140的操纵元件142。如果按照图2所述切换杆22沿着其切换方向S向右下方运动，那么所述切换杆22的相应的机械接口就与所述附加组件140的操纵元件142进行作用接触并且转换该操纵元件142。

该附加组件140如已经解释的那样相对地固定在壳体上部112上并且由此相对于该壳体上部112定位。为了现在也使所述切换杆22或者说开关单元10相对于这个壳体上部112定位，在所述开关单元10的止动板30上分别设置了定位接片32。这样的具有这种定位接片32的止动板30例如在图3中示出。当然，也可以在对置的、不再示出的一侧上、即在所述切换杆22后面设置另一个止动板30，其具有另一个构造为相同类型的定位接片32。

图3示出了示意性的剖面，该剖面示出了所述定位接片32在壳体上部112的定位开口130中的插入位置。在安装时，即如在图3中示出的那样，将开关单元10从下面装入到壳体上部112中，从而切换杆22穿过所述切换开口118突出。在此将所述定位接片32或者说多个定位接片32插入到相应的定位开口130中。通过插入，在定位开口的壁面132与接触面34之间进行关联作用，从而沿切换方向S实现了期望的定位。关于这方面的详细情况参照图4、5和6进行解释。

图4示出了止动板30的定位接片32的一种实施方式。插入方向E用箭头示出并且基本上横向于切换方向S。在壳体上部112的定位开口130中插入定位接片32。插入例如以下述方式实现，如在图5的实施方式中示出的那样。在图5中，定位接片32还处于定位开口130的外部。在定位接片32的两侧上设置了接触面34，所述接触面可以与定位开口130的壁面132相接触。此外，在按图5的实施方式中设置了能够变形的筋条134，所述筋条在沿着插入方向E插入时由于定位接片32而变形或者说折断。由此减小了接触面34与定位开口130的壁面132之间的间隙或者说完全避免，从而优选存在着配合。

在图6中可以看出，在透视图中除了用于定位接片的接触面34之外接触边棱36也可以起作用。这些接触边棱优选与定位开口130的壁面132之间的相应的边棱相接合，从而在这里也优选横向于切换方向S进行定位。

所述实施方式的前面的解释仅在实施例的范围内对本发明进行说明。不言而喻，所述实施方式的各个特征只要在技术上有意义都可以自由地彼此组合，而不脱离本发明的范围。

Claims (16)

1.用于电气开关设备（100）的开关单元（10），所述开关单元包括：触发机构（20），其具有切换杆（22）和能够用所述切换杆（22）来操纵的开关机构（24）；和至少一个止动板（30），所述触发机构（20）固定在所述止动板上，其中，所述电气开关设备（100）具有一带有壳体上部（112）和壳体下部（114）的壳体（110），

其特征在于，

所述壳体上部（112）具有朝向壳体内室（116）的至少一个定位开口（130），

并且所述至少一个止动板（30）具有至少一个定位接片（32），所述定位接片直接插入到所述定位开口（130）中，从而将所述开关单元（10）定位在所述开关设备（100）的壳体（110）中。

2.按权利要求1所述的开关单元（10），

其特征在于，

在所述触发机构（20）的两侧上分别布置了止动板（30），这两个止动板都具有至少一个定位接片（32）。

3.按权利要求中1所述的开关单元（10），

其特征在于，

所述至少一个止动板（30）和所述至少一个定位接片（32）具有基本上平坦的延伸部。

4.按权利要求1或2所述的开关单元（10），

其特征在于，

所述定位接片（32）具有至少两个接触面（34）和/或接触边棱（36），所述接触面和/或接触边棱彼此对置。

5.按权利要求1所述的开关单元（10），

其特征在于，

所述电气开关设备（100）是电气断路器。

6.按权利要求2所述的开关单元（10），

其特征在于，

所述两个止动板彼此平行或者基本上平行地布置。

7.按权利要求3所述的开关单元（10），

其特征在于，

所述延伸部平行于或者基本上平行于所述切换杆（22）的切换方向（S）构成。

8.按权利要求4所述的开关单元（10），

其特征在于，

所述接触面和/或接触边棱沿所述切换杆（22）的切换方向（S）取向。

9.电气开关设备（100），具有一带有壳体上部（112）和壳体下部（114）的壳体（110），所述壳体上部和壳体下部包围一壳体内室（116），

其特征在于，

在所述壳体内室（116）中布置了具有权利要求1至8中任一项的特征的开关单元（10），其中所述切换杆（22）穿过所述壳体上部（112）中的切换开口（118）突出，

并且所述壳体上部（112）具有朝向壳体内室（116）的至少一个定位开口（130），在相应的定位开口中布置了用于使触发机构（20）相对于壳体上部（112）定位的定位接片（32）。

10.按权利要求9所述的电气开关设备（100），

其特征在于，

所述至少一个定位开口（130）具有至少两个壁面（132），所述两个壁面通过与至少一个定位接片（32）的外面和/或接触边棱（36）的接触来构造用于相对于所述切换杆（22）的切换方向（S）对所述触发机构（20）进行定位。

11.按权利要求9或10所述的电气开关设备（100），

其特征在于，

在所述至少一个定位开口（130）中布置了能塑性和/或弹性变形的至少一个筋条（134），所述筋条构造用于在所述定位接片（32）运动到所述定位开口（130）中时而沿至少一个方向减小在所述定位接片（32）与所述定位开口（130）之间的间隙。

12.按权利要求9或10所述的电气开关设备（100），

其特征在于，

至少两个具有不同的开口横截面的定位开口（130）如此布置，使得其对于所述开关单元（10）的被定义的安装位置来说专门与所述开关单元（10）的至少两个定位接片（32）相匹配。

13.按权利要求9或10所述的电气开关设备（100），

其特征在于，

所有定位开口（130）和定位接片（32）的插入方向（E）相同或者基本上相同。

14.按权利要求9或10所述的电气开关设备（100），

其特征在于，

所有定位开口（130）和定位接片（32）的插入方向（E）都横向于所述切换杆（22）的切换方向（S）。

15.按权利要求9所述的电气开关设备（100），

其特征在于，

所述电气开关设备（100）是电气断路器。

16.按权利要求10所述的电气开关设备（100），

其特征在于，

所述外面是接触面（34）。