CN103681140A - 开关，尤其是用于低压的断路器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有电子触发单元(1)的开关，尤其是低压断路器。为在通过开关的内部汇流条上直接的电压抽头给触发单元(1)供电的情况下实现电压抽头的特别简单的分离，建议借助于可从触发单元(1)的壳体(2)外部手动操作的、可从接触位置直线运动到分离位置的操作元件(26)可机械地分离电压抽头，其中以操作元件(26)可将可运动地布置的接触装置(13)从接触位置直线地运动到分离位置。

Description

开关,尤其是用于低压的断路器

技术领域

本发明涉及一种带有电子触发单元(ETU，Electronic Trip Unit)的开关，尤其是低压断路器。此触发单元监测电流且在超过预先给定的电流极限值时触发接触块的分离，且因此触发开关的打开。超过电流极限值例如出现在过流或短路时。此外，本发明涉及一种用于断开在此开关内的电子触发单元的供电的方法。

背景技术

为将开关的接触设备与一个或多个电流回路连接，开关具有内部汇流条或类似的电流导体。已知此电子触发单元的供电通过在开关的内部汇流条上的直接的电压抽头来实现。在此情况中可能必须将触发单元与电压抽头部分分离。此分离尤其在开关受到绝缘和/或高压测试时是必要的，以便不会歪曲由此测试得到的测量结果。此类绝缘和/或高压测试通常在开关制造期间执行，但也在已安装的状态中执行，例如客户在验收开关设备时执行。

从现有技术中已知了多种可能性来机械地分离电压抽头部分。分离在此例如通过部件的拆卸实现，这使用了结构昂贵且机械上复杂的旋转移动机构，偏转机构等。此解决方法不仅昂贵而且也易出故障。

尤其，从DE60029656T2中已知了带有电子触发单元的开关，其中电子触发单元的供电通过在内部汇流条上的直接的电压抽头实现。电压抽头部分借助于在一个方向上可运动的、可从一个接触位置移动到另一个接触位置的辅助元件机械地可分离。以此从壳体外部可手动操作的辅助元件，又可将接触装置从接触位置偏转到分离位置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现电压抽头的特别简单的分离。此任务通过一种带有电子触发单元的开关，尤其是低压断路器或一种用于断开开关内尤其是低压断路器内的电子触发单元的供电的方法解决。电子触发单元的供电通过在开关的内部汇流条上的直接的电压抽头实现，其中电压抽头借助于从触发单元的壳体外部手动可操作的、能从接触位置到分离位置直线运动的操作元件能机械地分离，其中以操作元件能将可运动地布置的接触装置从接触位置运动到分离位置

在下文中结合开关所解释的优点和构造在意义上也适用于根据本发明的方法，且反之亦然。

根据本发明的开关的特征在于，接触装置通过在操作方向上的移动可转变到分离位置。

可使用操作元件将接触装置从接触位置转变到分离位置意味着：根据本发明的构造一方面使接触装置借助于操作元件进行位置改变，和/或另一方面使接触装置与操作元件一起执行位置改变。在本发明的优选的构造中，接触装置借助于操作元件且与操作元件一起执行位置改变。

为将接触装置转变到分离位置，接触装置优选地与操作元件直接连接。但接触装置和操作元件也可间接连接。

根据本发明的解决方案的特征在于，整个分离过程以唯一的直线运动实现。在此，不仅从外部可手动操作的操作元件而且同时接触装置都在操作方向上直线地运动。由此所产生的分离机构的特征是构造上特别简单的结构，简单的安装，以及特别简单的操纵。由此所产生的特别廉价的解决方案是稳定的且更不易出故障的。

在本发明的有利的实施形式中，接触装置具有多个电接触元件，借助于所述电接触元件在接触位置中形成了电压抽头且在转变到分离位置时分离了电压抽头。接触元件与接触装置一起也可在操作方向上直线地运动。

在本发明的有利的实施形式中，接触元件是弹簧触点。在此类接触销的情况中，触点的触碰通过弹簧支持的销实现。此销在此通过压力弹簧预张紧。这对于可靠的接触是有利的，尤其是当通过弹簧的压力方向限定的弹簧触点的接触方向垂直于操作方向时，即弹簧触点换言之垂直于操作方向安装在接触装置上时。

在本发明的有利的实施形式中，接触装置是电路板。在此情况中，弹簧触点优选地构造为SMD(表面贴装器件)部件。但接触装置不必构造为电路板。作为接触元件的载体，也可使用另外的合适的构造。

为向触发单元供电，在本发明的有利实施形式中使用了供电装置。在此，供电装置通常是网络部分，优选地是开关网络部分。供电装置通过电接头连接装置与汇流条接头连接。通过将接触元件的至少一个直线运动到分离位置中断汇流条接头和供电装置之间的接头连接实现了电压抽头的分离。

在本发明的有利的实施形式中，电接头连接装置的至少一个部分形成为布置在电路板上的导体电路。取决于接触装置的位置，此导体电路被接触元件的至少一个接触或不被接触。如果接触装置处在接触位置，则至少一个接触元件接触导体电路使得电接头连接装置闭合。如果接触装置处在分离位置，则接触元件和导体电路之间的电连接中断。

在本发明的有利实施形式中，用于将导体电路提供为电接头连接装置的部分的电路板以及用作接触装置且因此用作接触元件的载体的电路板是相同类型的电路板，尤其是双层电路板，所述双层电路板在加工过程中可被一起制造或可在共同的使用中被自动装配。

代替本发明的实施形式，其中可运动的接触装置具有在合适的静止接触面上例如在导体电路上接触的接触元件，在替代的实施形式中也可使得在可运动的接触装置上仅提供在接触装置的接触位置被静止的接触元件接触的接触面。在两个情况中，通过使接触元件以最小数值的接触压力贴靠在接触面上建立电接触。

为保证在所有情况中可靠地占据接触位置，在本发明的有利的实施形式中提供了至少一个作用在接触装置上的弹簧元件，所述弹簧元件优选地持久地在接触位置的方向上给接触装置施加一个弹簧力。

在本发明的有利的实施形式中，与接触装置连接的操作元件为分离电压抽头克服至少一个弹簧元件的弹簧力在操作方向上从壳体拉出成，使得操作元件在分离位置上可锁定在壳体上。为此目的，操作元件在其操作端部上具有固定元件。

在本发明的有利的实施形式中，操作元件在壳体上的固定实现为，使得在操作端部上提供用作固定元件的远离地垂直于操作方向的定位横档，使用所述定位横档可将操作元件可松开地固定在壳体的外侧上。作为此卡锁或锁固连接的替代，例如当操作元件构造为销或夹设备且壳体具有与固定元件共同作用的相应的构造时也可建立另外的连接。

在本发明的有利的实施形式中，尤其当固定元件构造为定位横档时，操作端部可弹性地偏移以便与壳体的部分形成摩擦配合连接。因此，在最简单的情况中，在操作端部首先垂直于操作方向偏移且在操作方向上逆着偏移又运动回到操作端部原来的、未偏移的位置之后，定位横档在壳体内或上的位置通过弹簧作用力配合地固定。

在本发明的特别有利的实施形式中，操作元件在其从壳体突出的操作端部上提供有用于穿过铅封线的铅封开口。以此，操作元件自身可被铅封。而此实施形式在使用覆盖罩以覆盖触发单元的前侧时更是特别有利的。此类覆盖罩已知用于防护意外操纵。

通过本发明可安装用于保护覆盖罩不被取下的铅封线，而不必为此提供额外的铅封套等。操作元件的操作端部换言之满足了双重功能。所述操作端部不仅用作用于操作操作元件的手柄。同时，所述操作端部满足了铅封套的功能。因此，以构造上很简单且美观的方式实现将两个不同的功能元件联合：即用于触发单元的供电的分离机构的操作元件以及适合于安装铅封线的元件。由此明显节约了在触发单元的前侧上的空间。

根据本发明的方法的特征在于接触装置在操作方向上移动以便转变到分离位置。

本发明不限制于低压断路器，但尤其有利地可应用于低压断路器。

附图说明

本发明的以上所述的特征、特点和优点以及如何实现本发明的方式结合如下参考附图解释的实施例描述变得更清楚且可更清晰地理解。各图为：

图1示出了通过安装在触发单元上的电压抽头模块的截面，其中操作元件处于接触位置，

图2示出了通过处于分离位置的图1的模块的截面，

图3从斜下方示出了模块的部分的立体图。

具体实施方式

全部附图仅示意性地示出了本发明及其关键组成部分。相同的附图标号在此对应于相同或相似功能的元件。

在图1中描绘了低压断路器的电子触发单元1。在此仅图示了壳体2的部分。断路器的另外的部件为清晰起见也很少图示，如触发单元1的另外的部分。低压断路器的基本结构和功能，如电子触发单元1，对于专业人员是已知的。

如果希望直接电压抽头用于触发单元1的供电，则为此所需的装置可已布置在触发单元1的壳体2内或布置在开关壳体内。但在此处所图示的实施例中提供了可事后与触发单元1的壳体2连接的电压抽头模块3。为此目的，在触发单元1的壳体2的背侧4上提供了用于容纳模块3的容纳槽5。在模块壳体8上和/或触发单元1的壳体2上或容纳槽5上可提供附加的连接元件以形成模块3在触发单元1上的可靠的机械连接，所述连接元件例如为用于形成卡锁或锁固连接的元件(未图示)。

模块3具有汇流条接头9。所述汇流条接头9以三个连接导体10连接在(未图示的)断路器的内部汇流条上。汇流条是开关的主导体，例如是三极开关的导体L1、L2、L3。内部的“汇流条”的概念在此不应理解为限制于主导体的一定的构造，例如轨道形状的构造。

在背侧插在触发单元1的壳体2内的模块3内具有三个电路板11、12、13。连接导体10通过汇流条接头9与第一电路板11的所述一侧14连接。在电路板11的对置侧16上提供了三个通过敷镀通孔与汇流条接头9连接的馈电接触面17。与此馈电接触面17间隔开地在电路板11的相同侧16上提供了多个用于定位在第一电路板11上的部件19的供电接触面18。在此，所述部件是用于电压测量的例如用于处理测量信号的电气和/或电子部件19。

与第一电路板11平行地设有第二电路板12。在所述第二电路板12上设有用于产生用于触发单元1的供电的开关网络部分21。网络部分21与电插接接头22连接，通过所述电插接接头22借助于连接电缆(未图示)为触发单元1供电。在第二电路板12的朝向第一电路板11的馈电接触面17的侧23上设有用于开关网络部分21的多个供电接触面24。至少馈电接触面17和供电接触面24是布置在相应的电路板11、12上的导体电路的部分或与导体电路具有同等价值的传导设备的部分。

由于可供使用的安装空间小且为可靠地维持空气间隙和爬行距离，在此处所图示的实施例中使用两个分开的电路板11、12。但在提供仅一个唯一的电路板，或汇流条接头9以及网络部分21的另外的装置时也可实现根据本发明的原理。

在第一电路板11和第二电路板12之间平行于它们设有第三电路板13。与位置固定地固定在模块3内的第一电路板11和第二电路板12相反，第三电路板13可运动地安装在模块3内。在所图示的示例中，第三电路板13在板纵向方向25上可移动地插入模块3的壳体8内。为此，壳体具有引导件等(未图示)。

第三电路板13在此从如在图1中所图示的接触位置可转变到如在图2中所图示的分离位置。为此，第三电路板13与具有滑块26的构造的操作元件在操作方向27上平行于三个电路板11、12、13的安装位置运动。第三电路板13的运动和滑块26的功能方式的细节在下文中进一步详细描述。

第三电路板13具有多个弹簧触点28、29、30的形式的接触元件以用于接触第一电路板11和第二电路板12的接触面17、18、24。因此，第三电路板13起到了接触装置的功能，且如其在图示的示例中所构造是根据本发明的分离机构的关键组成部分。另外的构造是可以的，其中作为接触元件的载体不使用电路板而是使用另外的合适的构造元件。

安装在第三电路板13上的弹簧触点28、29、30垂直于第三电路板13的侧面32、33。布置在第三电路板13的朝向馈电接触面17的一侧32上的第一弹簧触点28用于产生与通过连接导体10与汇流条连接的汇流条接头9的电接触。在第三电路板13的接触位置中，此第一弹簧触点28产生了与第一电路板11的馈电接触面17的电连接，且因此在内部汇流条上直接获取电压。

第三电路板13的多个另外的与第一弹簧触点28对置的且指向第二电路板12的方向的、在第一导体板13的对置侧33上的第二弹簧触点29在所述第三电路板13的接触位置中通过接触第二电路板12的供电接触面24形成(一端是)汇流条电路和(另一端是)布置在第二电路板12上的开关网络部分21之间的电连接，以此保证了对触发单元1的供电。

同时，借助于多个布置在与第一弹簧触点28相同的侧32上的但与所述第一弹簧触点28间隔开的第三弹簧触点30，接触了提供在第一电路板11上的用于布置在此处的部件19的供电接触面18，使得所述部件19在第三电路板13的接触位置被供电。

如从此描述中显见，第三电路板13满足了接触装置的功能且用于将电压抽头9、10与网络部分21连接以便为电子触发单元1供电以及为测量目的供电。

在绝缘和/或高压测试的情况中，触发单元1与其供电装置分离。为此，第三电路板13转变到分离位置。第三电路板13可借助于滑块26从其接触位置转变到其分离位置。滑块26在此突出穿过触发单元1的壳体2，即，一端朝触发单元1的前侧34的方向突出，其处所述滑块26以其用作手动操作的手柄的操作端部从壳体2内的操作开口36突出，且滑块26以其另一端朝模块3的方向突出，其中对于两个侧，即在触发单元1的前板37内以及在触发单元1的壳体2的后壁6内提供了适合于滑块26的通过开口36、38。在靠放在触发单元1的背侧4上的模块壳体8的前侧40上也提供了用于滑块26的通过开口39。通过开口36、38、39在此同时形成了用于滑块26的滑动引导件。也可提供对于滑块26的另外的引导件。

滑块26与第三电路板13连接。为此，在所图示的实施例中，滑块26在其与操作端部35对置的连接端部41上具有卡锁元件42，所述卡锁元件42插入到第三电路板13的用作卡锁容纳部的开口43内，且在滑块26在操作方向27上运动时保证了在操作方向27上带动电路板13。换言之，在滑块26在操作方向27上移动时，第三电路板13与滑块26一起平行于两个另外的电路板11、12运动。滑块26在操作方向27上的运动在此意味着在滑块26的纵向方向上的运动。

第三电路板13在操作方向27上的每个运动在此克服简单的第二螺旋弹簧44的力来进行，所述螺旋弹簧44作为压力弹簧使第三电路板13与滑块26共同地逆着操作方向27作用。为清晰起见，螺旋弹簧44仅在图3中图示。在图3中示出了电路板11、13的布置；第二电路板12则未被描绘，因此暴露了滑块26和弹簧44在第三电路板13上的布置。如从图中可见，弹簧44平行于第三电路板13且平行于滑块26走向。弹簧44的弹簧端部45、46在此一方面支承在第三电路板13上且另一方面支承在电压抽头模块3的壳体8的面朝触发单元1的前侧40上，如在图3中示意性地图示。为容纳且支承弹簧44，电路板13具有适合于作为支座的容纳部分50，所述容纳部分50例如可构造为容纳槽且在图3中仅明显简化地图示。

通过简单的直线运动，即将滑块26在其纵向方向上即在操作方向27上的简单拉动，将第三电路板13转变到分离位置且因此实现电压抽头的分离。如果拉动滑块26，则滑块以提供在其操作端部35上的定位横档47卡锁在前板37内，且因此保持在分离位置中，如在图2中所图示。定位横档47以垂直于滑块26的纵向方向的固定面48抵靠在前板37的外侧上的接触面49上。提供在前板37内的操作孔36具有引入斜面51，定位横档47可在所述引入斜面51上沿其导引地经过通过开口36。为此，操作端部35横向于滑块26的纵向方向且因此横向于操作方向27可弹性地在偏移方向58上偏移。

如果分离机构通过滑块26的拉动来操作，则滑块26且因此第三电路板13运动到分离位置，因此所有弹簧触点28、29、30也在操作方向27上的直线运动中运动到分离位置，在所述分离位置中弹簧触点28、29、30的接触端部不再接触电路板11、12上的相应的接触面17、18、24。换言之，滑块26的拉动导致第三电路板13的电分离，且因此导致布置在第一电路板11上的部件19以及布置在第二电路板12上的网络部分21与汇流条电路的完全的电分离。此完全的供电分离有利于排除在绝缘和/或高压测试期间对于测量结果的可能的干扰。但在替代的构造变体中也可仅将第二电路板12且因此开关网络部分21与汇流条电路分离，但保持第一电路板11上的部件19的供电。为此，只要修改弹簧触点28、29、30和/或接触面17、18、24的布置。

在滑块26的操作端部35上具有用于容纳铅封线53的孔52，通过所述铅封线53可将覆盖罩54固定在其在触发单元1的前板37上的位置。例如透明塑料盘形状的覆盖罩54用于覆盖壳体2的前侧34上的例如旋转开关、按键等的操作元件。在已安装的覆盖罩54中，当安设铅封55时保护滑块26不被拉出到分离位置，如在图1中所图示。

在完成绝缘和/或高压测试之后，通过在偏移方向58上压下操作端部35且因此将操作端部35垂直于操作方向27偏移而给滑块26解扣。作用在第三电路板13上的螺旋弹簧44导致电路板13回复到用作基础位置的接触位置。在此，布置在操作端部35上的定位横档47又通过相应地构造的大的操作开口36返回到壳体2的内部内。当第三电路板13以其自由端部56抵靠在模块壳体8的后壁57上时达到了终止位置。作为其替代，也可提供另外的止档可能性。因此，只要到达接触位置，则滑块26例如可止档在为此而提供的模块壳体8的部分上。

虽然本发明通过优选实施例详细图示且描述，但本发明不限制于所公开的示例，且由专业人员可导出另外的变体，只要不偏离本发明的保护范围即可。

Claims (10)

1.一种开关，尤其是低压断路器，所述开关带有电子触发单元(1)，所述电子触发单元的供电通过在开关的内部汇流条上的直接的电压抽头实现，

其中所述电压抽头能借助于能从触发单元(1)的壳体(2)外部手动操作的、能从接触位置直线运动到分离位置的操作元件(26)机械地分离，其中以所述操作元件(26)能将可运动地布置的接触装置(13)从接触位置运动到分离位置，其特征在于，

所述接触装置(13)能通过在操作方向(27)上的移动转变到分离位置。

2.根据权利要求1所述的开关，其特征在于，所述接触装置(13)具有多个用于建立和分离与所述汇流条的连接的电接触元件(28、29、30)。

3.根据权利要求2所述的开关，其特征在于，所述接触元件(28、29、30)是弹簧触点。

4.根据权利要求2或3所述的开关，其特征在于，用于为所述触发单元(1)供电的供电装置(21)和通过电接头连接装置与所述供电装置(21)连接的汇流条接头(9)，其中，所述接头连接装置通过至少一个所述接触元件(28、29、30)的在操作方向(27)上的直线运动中断。

5.根据权利要求4所述的开关，其特征在于，所述电接头连接装置包括至少一个布置在电路板(11、12)上的导体电路(17、24)，所述导体电路(17、24)能被所述接触元件(28、29、30)的至少一个接触。

6.根据权利要求1至5中一项所述的开关，其特征在于，通过至少一个作用在所述接触装置(13)上的弹簧元件(44)，在接触装置(13)的接触位置的方向上为所述接触装置(13)施加以弹簧力。

7.根据权利要求1至6中一项所述的开关，其特征在于，所述操作元件(26)在其操作端部(35)上具有固定元件(47)，通过所述固定元件(47)能将所述操作元件(26)在所述分离位置中锁定在所述壳体(2)上。

8.根据权利要求7所述的开关，其特征在于，所述操作端部(35)弹性地偏移以便与所述壳体(2)的部分形成摩擦配合连接。

9.根据权利要求1至8中一项所述的开关，其特征在于，所述操作元件(26)在它的操作端部(35)上具有用于穿过铅封线(53)的铅封开口(52)。

10.一种用于断开开关内、尤其是低压断路器内的电子触发单元(1)的供电的方法，在所述触发单元(1)中通过在开关的内部汇流条上的直接电压抽头进行供电，

其中电压抽头借助于能从触发单元(1)的壳体(2)外部手动操作的、能从接触位置直线运动到分离位置的操作元件(26)机械地分离，其中通过操作元件(26)能将可运动地布置的接触装置(13)从接触位置运动到分离位置，其特征在于，

所述接触装置(13)在操作方向(27)上移动以便转变到分离位置。

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