CN107104366A - 用于轨道安装的电气设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于轨道安装的电气设备。该电气设备在使用时以并排关系安装在承载轨道上。一种用于轨道安装的电气设备(100)包括其中具有轨道接收凹部(112)的壳体，所述凹部的至少一个边缘由闩锁构件(118)的端部区域(116)限定，所述闩锁构件(118)可相对于壳体沿着横向于所述凹部的方向移动，还包括弹性结构(130)，所述弹性结构偏压所述闩锁构件(118)在一个方向上移动以便减小所述凹部(112)的宽度。所述弹性结构(130)包括扭簧，其具有可围绕铰接区域(138)偏转的第一腿部(134)和第二腿部(136)，所述第一腿部抵靠壳体的突起(114)设置，并且所述第二腿部抵靠闩锁构件(118)设置。

Description

用于轨道安装的电气设备

技术领域

本发明涉及用于轨道安装的电气设备。这样的电气设备在使用时并排安装在承载轨道上，所述轨道称为DIN轨道(根据欧洲标准EN 50022也称为顶帽式轨道，在美国也称为TS35轨道)。本发明可与一些设备一起使用，如断路器、熔断单元、安全切换和控制设备、以及轨道安装电源等。

背景技术

常规的轨道安装电气设备包括电绝缘壳体，其一侧成形为接合承载轨道。在这一侧，壳体具有燕尾形横向延伸的凹部，使用时轨道被夹持在该凹部内。该凹部的一侧由可相对于壳体移动的闩锁构件限定，用以允许壳体与轨道的搭扣接合及脱离接合，并且闩锁构件相对于壳体沿一方向弹性偏压，以便在使用时减小凹部的宽度，由此夹持轨道。

单独使用一个已知设备时，在操作该设备从轨道脱离的同时，必须将闩锁构件保持在抵靠其弹性偏压作用的回缩位置。这种操作模式不方便，应当认识到，在包括物理地固定在一起的两个或更多个单元的装置的情况中，对于作为整体结构操作，如可能具有两个或更多个联动隔离件的情况，将两个或更多个闩锁保持在其回缩位置、同时相对轨道操作该整体结构是极其困难的。

为了尝试克服这个问题，先前已提出在每一个装置中并入一个抓持元件，其可相对于闩锁构件横向地用手来移动，并与壳体协作以便实现将闩锁构件锁定在回缩位置。所提供的这个抓持元件通过将闩锁构件锁定在其回缩位置而简化了操作，但当然增加了复杂性，并因此增加了每个单元的成本。

因此，GB 2216177A1提出了一种用于轨道安装的电气设备，包括其中具有轨道接收凹部的壳体，所述凹部的一个边缘由闩锁构件的端部区域限定，该闩锁构件可相对于壳体沿着横向于凹部的方向移动，弹性结构偏压闩锁构件相对于壳体在一个方向上移动，以便减小所述凹部的宽度，并且，当闩锁构件抵抗所述弹性结构的作用回缩到预定位置时，壳体与闩锁构件上的可相互接合的表面相应地协作，以便将闩锁构件保持在所述回缩位置，所述表面使得闩锁构件可被释放用以在所述弹性结构的作用下移动，在所述弹性结构的作用下，闩锁构件相对于壳体沿着横向于闩锁构件移动方向的方向移动。

然而，这一已知方案具有缺点，即需要压缩弹簧用于偏压闩锁构件，这会占用空间并使组装过程变得复杂。

因此，仍需要一种能够有效、牢固并精确地安装到DIN轨道上的电气设备，同时该电气设备可以特别低成本的方式制造。

发明内容

这个目的通过独立权利要求的主题得以解决。从属权利要求的主题是本发明的优选实施例。

本发明提供一种用于轨道安装的电气设备，其包括其中具有轨道接收凹部的壳体，所述凹部的至少一个边缘由闩锁构件的端部区域限定，该闩锁构件可相对于壳体沿着横向于凹部的方向移动。设置弹性结构用于偏压闩锁构件在一个方向上移动以便减小所述凹部的宽度。

本发明基于如下构思，即弹性结构包括扭簧，其具有可围绕铰接区域偏转的第一腿部和第二腿部，所述第一腿部抵靠壳体的突起安置，并且所述第二腿部抵靠闩锁构件安置。这种特别的设计具有优点，即弹簧是特别节省空间的，并且还可提供足够大的偏压力。此外，电气设备壳体的组装十分方便。

扭簧是设计为端部可围绕铰接区以角度偏移旋转的弹簧。这对外部施加的转矩提供了阻力。扭簧例如是在每个端部设置有腿部的闭合绕圈。可替代地，扭簧还可由弯曲的金属板形成。扭簧的端部构造具有多种选择，以允许以多种不同的构造锚定弹簧。此外，腿部相对于弹簧的铰接区域以各种位置、角度或距离设置。

根据优选实施例，扭簧的第二腿部至少部分地接收在设置于闩锁构件上的凹槽中。由此可以实现对扭簧的该部分的安全支承，并且此外，在将闩锁构件组装到壳体内部之前便可将弹簧安装到闩锁构件上，不存在丢失弹簧的危险。

如已经提及的，两个腿部之间可设置多个角度。根据优选实施例，在未加载扭簧的状态下，腿部之间的角度在20°至40°之间的范围内。例如，角度可以是30°。这个值可以实现闩锁构件在壳体内部的足够长的线性移动。

为了以节省空间的方式安全地存储弹簧，所述扭簧布置在闩锁构件的凹部中，所述凹部顺沿未加载状态下的扭簧的外部轮廓。

根据本发明的优选实施例，所述扭簧是扁平(flat)弹簧。类似于金属板冲压，扁平弹簧是通过对材料板冲压、激光切割、或光化学蚀刻而得到的。在大多数情况下，坯件随后被成型、必要时热处理并表面处理，以具有其最终形状。具体地，扁平扭簧具有V形。

为了实现壳体、闩锁构件和扭簧之间的有效相互作用，所述第一腿部从所述铰接区域延伸长度的比所述第二腿部更短。

根据本发明，闩锁构件进一步包括卡位凸耳，其与壳体的第一卡位凹部接合，用于将闩锁构件固定在闭合位置。由此可防止闩锁构件被不经意地释放。为了将电气设备从DIN轨道移除，闩锁构件必须可被释放。这可通过设置开口来实现，卡位凸耳可从壳体外部穿过该开口被介入，用以使卡位凸耳与壳体脱离接合。具体地，壳体可包括用于插入工具的开口，用以使卡位凸耳与壳体脱离接合。不使用特定工具闩锁构件就无法被解锁，这样可实现将电气设备特别牢固地安装在DIN轨道上。

根据本发明的优选实施例，所述壳体进一步包括第二卡位凹部，用以将闩锁构件固定在打开位置。该第二锁定机构允许辅助性地将电气设备安装在DIN轨道上。特别地，不必抵抗扭簧的回复力而手动地保持闩锁构件打开。

此外，所述壳体包括底壳和盖体，其中，所述闩锁构件布置在所述底壳上。通过使用该模块化设计，可实现改善的灵活性，以适应各种结构性需求。

根据本发明的一个实施例，壳体包括一体形成的固定轨道夹持钩，其相对于所述闩锁构件布置，用于夹持轨道。这种设计实现了特别简单以及节约成本的组装，因为只需要一个闩锁构件。可替代地，为了实现对于安装位置的增强的灵活性，壳体当然还可包括用于夹持轨道的两个相对的闩锁构件。有益地，闩锁构件相同地形成。

当壳体包括在闩锁构件的打开位置中压缩扭簧的保持销时，可以对闩锁构件实现特别有效的致动。

附图说明

附图合并到说明书中并形成为说明的一部分，用以示出本发明的多个实施例。这些附图连同说明书一起用于阐释本发明的原理。附图仅仅意在示出如何制造并应用本发明的优选和替代示例，并不构成将本发明限制至仅仅示出及说明的实施例。此外，根据本发明的实施例的多个方面可单独地或不同组合地形成方案。下面描述的实施例可被单独考虑或以其任意的组合地考虑。其它特征和优点将从下文对本发明各个实施例的更加具体的描述中变得显而易见，如附图所示，其中相似的标记指代相似的元件，并且其中：

图1是用于轨道安装的电气设备的示意分解透视图；

图2是根据第一实施例的底壳的示意透视截面图；

图3是图2的细节图；

图4是根据第一实施例的底壳的顶视图；

图5是沿着图4的线A-A的截面图；

图6是沿着图4的线B-B的截面图；

图7是图5的细节图；

图8是图6的细节图；

图9是如图1所示的闩锁构件的顶视图；

图10是沿着图9的线C-C的截面图；

图11是沿着图9的线D-D的截面图；

图12是如图1所示的具有扭簧的闩锁构件的分解透视图；

图13是如图1所示的具有组装的扭簧的闩锁构件的透视图；

图14是如图1所示的扁平扭簧的顶视图；

图15是图14的扁平扭簧的侧视图；

图16是具有位于闭合位置的两个相对的闩锁构件的用于轨道安装的电气设备的底视图；

图17是沿着图16的线E-E的截面图；

图18是图17的细节图；

图19是具有位于打开位置的两个相对的闩锁构件的用于轨道安装的电气设备的底视图；

图20是沿着图19的线F-F的截面图；

图21是图20的细节图；

图22是根据第二实施例的底壳的侧视图；

图23是图22的底壳的顶视图；

图24是图22的底壳的另一个侧视图；

图25是如图1所示的盖体的侧视图；

图26是图25中所示的盖体的顶视图；

图27是图25中所示的盖体的另一个侧视图；

图28是根据第二实施例的闩锁构件的透视图；

图29是图28的闩锁构件的底视图；

图30是图28的闩锁构件的侧视图；

图31是图28的闩锁构件的另一个侧视图。

具体实施方式

本发明现将参照附图并首先参照图1进行更加详细地阐释。图1示出了根据本发明的电气设备100的部分分解透视图。根据本发明，电气设备100可以是任意类型的轨道安装电气设备，如断路器、熔断单元、安全切换和/或控制设备、或轨道安装电源。由于电功能性对于本发明的机械原理来说不重要，因此没有在附图中示出电子部件的其它细节。例如，可以设置一个或多个连接器插座110用来将外部电气部件连接至电气设备100。

根据优选实施例，电气设备100的电绝缘壳体包括底壳102和盖体104。盖体104通过四个弹簧钩106固定在底壳102上，所述弹簧钩利用各自的凹部108接合，以便形成闭合的保护壳体。然而，本领域技术人员明确壳体还可以由单个部件或由两个以上的部件形成。底壳102和盖体104有益地由电绝缘塑料材料制成。

底壳102被形成为在轨道凹部112内部夹持轨道(图中未示出)。根据本发明的所示实施例，底壳102适于安装在称为DIN的轨道上(根据欧洲标准EN 50022也称为顶帽式轨道，在美国称为TS35轨道)。然而，本领域技术人员明确根据本发明的安装技术当然还可应用于任意其它截面形状的安装轨道。

为了夹持轨道，轨道凹部112包括两个相对的轨道夹持突起116，其中的至少一个可在横过轨道纵轴114的方向上移动，用于将电气设备安装到轨道上并从轨道上拆卸。如图1所示，轨道夹持突起116的至少一个是闩锁构件118的整体部件。闩锁构件118可滑动地保持在底壳102的内部。为了沿箭头120所指示的方向推动闩锁构件118，闩锁构件118具有致动区域122，其穿过设置在底壳102上的致动开口124。在完全锁定状态下，致动区域122接收在致动开口124内，并且致动区域的外部表面126与底壳102的外部表面128平齐。在解锁状态下，致动区域122在致动开口124的外部延伸并且对于操作者可以介入。在该位置，扁平扭簧130被压缩以便弹性地偏压闩锁构件118，从而当被释放时其可沿方向120自动移动。

根据本发明并且从图16至21而变得更加显而易见，闩锁构件118通过闩锁构件118与底壳102之间的扣合而固定在锁定和解锁位置。为此，闩锁构件包括弹性抓持臂132。

图2示出了底壳102的示意截面图，两个闩锁构件118均在锁定位置，其中，轨道夹持突起116夹持DIN轨道。在这个位置，表面126和128平齐，以便闩锁构件118安全地存置在壳体内部。如从图3中放大的细节更加清晰所示，扭簧130具有第一腿部134和第二腿部136，两者通过铰接区域138彼此连接。第一腿部134搁置抵靠保持销140，该保持销布置在图2和3的视图中的被切除的壳体的部分处，并朝向闩锁构件118延伸。第二腿部136保持在设置于闩锁构件118的凹槽142内部。

因此，当闩锁构件118从图2和3所示的锁定位置沿着方向121移动至解锁位置时，保持销140向后保持住第一腿部134以便扭簧130被压缩，从而在第一腿部134和第二腿部136之间形成较小的角度。由此在扭簧130中存储有能量，其可导致闩锁构件118在没有被积极地限制在解锁位置时移动回到锁定位置。

此外，底壳102还包括止挡角144，其将闩锁构件118沿方向121的移动限制为距离X。因此，当闩锁构件118从锁定位置滑动至解锁位置时，保持销140还以最大距离X偏转扭簧130的第一腿部134。当弹簧130变形时，第二腿部136固定在凹槽142中并且附加地抵靠支承壁146安置。由此可以保证扭簧使用横跨闩锁构件整个宽度均匀分布的力(沿着方向120指向)偏压闩锁构件118，用以实现平顺地滑动回到锁定位置。

图4示出了图2所示底壳的顶视图。图5和6分别是沿着图4的线A-A和B-B的截面图。根据特定实施例，两个闩锁构件118可插入到闩锁构件插座148中。为了能够在两侧仅使用一种相同设计的闩锁构件118，闩锁构件插座148并非形成为彼此对称的，而是形成为同样的并转动180°。

图7和8分别示出了用于将闩锁构件118保持在锁定位置和解锁位置的形成在壳体上的第一扣合凹部150和第二扣合凹部152的放大细节。第一和第二扣合凹部150、152与形成在闩锁构件118的抓持臂132上的卡位凸耳(detent lug)接合。

为了能够在闩锁构件118位于其最终位置时从外部介入闩锁构件118，底壳102包括开口154。开口154优选地仅给出用于适合工具的介入，例如螺丝刀等，以便可以避免闩锁构件118被不经意地释放。

图9至11示出了闩锁构件118的不同视图，闩锁构件被构造为与壳体分离的部件。根据本发明，闩锁构件118的一个端部形成为轨道夹持突起116，其在闩锁构件118的锁定状态下夹持在所述领域技术人员知晓的顶帽式轨道的边缘后面。闩锁构件118的相背端部形成为致动区域122，其用以将闩锁构件118从外部推到壳体中(如将在下文详细地阐释)。

为了将闩锁构件118固定在锁定和解锁状态，闩锁构件118包括弹性抓持臂132。抓持臂132具有卡位凸耳156，其接合底壳102的第一扣合凹部150或接合第二扣合凹部152，以用于将闩锁构件118分别固定在完全插入的锁定位置或部分抽出的解锁位置。为了穿过开口154致动抓持臂，抓持臂具有基本为平面的致动部段158。

邻近轨道夹持突起116设置的止挡边缘160与止挡角144相互作用，以便当闩锁构件118移动至解锁位置时，防止其被向外推动得太远。

根据本发明，沉降部(depression)162嵌入闩锁构件118中，该沉降部162基本遵循扭簧130在松弛或仅稍微被压缩的状态下的外部轮廓。由此形成支承壁146，其经受由压缩状态下的扭簧130的第二腿部136所施加的均匀分布的压力。此外，在支承壁146的外周端部，形成牢固地保持第二腿部136的端部的凹槽142。因此，扭簧130可被组装在闩锁构件118处，而不会丢失。

图12和13示出了松弛的扭簧130在沉降部162内部的安装。如已经提及的，扁平扭簧130在图13所示的状态下被稍微地压缩，以便两个腿部抵靠沉降部162的壁而搁置。第二腿部136的外端被牢固地保持在凹槽142中。相反，第一腿部134可朝向第二腿部136移动。具体地，第一腿部134的外周端部可被介入，用以接合设置在壳体底壳102处的保持销140。

图14和15中示出了扭簧130。根据图中所示的实施例，扭簧130是由切割并弯曲的金属板形成的扁平弹簧。本领域技术人员明确，当然还可以设置在铰接区域138中有益地具有线圈绕圈的线簧。

图14示出了无张力状态下的扁平扭簧130。在该状态下，第一与第二腿部134、136之间的角度α大约为30°。当然，根据实际需要的移位距离X还可选择其它角度α。

现将参照附图16至21更加详细地阐释根据本发明的闩锁构件118的操作。

更具体地，图16至18表示处于锁定位置(“位置1”)的闩锁构件118，其中，电气设备100被牢固地附接至轨道。另一方面，图19至21示出了完全解锁位置(“位置2”)，其中，两个闩锁构件118从轨道回缩，以便可以将电气设备100从轨道移除。当然，仅将闩锁构件118中的一个移动到解锁位置中，以便能够将电气设备100从轨道上拆卸，这也是足够的(图中未示出该位置)。

在锁定位置，朝向轨道凹部112推动两个闩锁构件118，使得DIN轨道可被轨道夹持突起116牢固地夹持。致动区域122完全位于底壳102内部。

通过将合适的工具(如螺丝刀)插入到开口154中，下面的抓持臂132可被致动，并且闩锁构件118可因此地被移动至位置2(图19至21所示)。在该位置，可从外部介入致动区域122。卡位凸耳156(只以很小的力)被保持在第二扣合凹部152中。为了确保将电气设备100安装在轨道上，只需要极小的人力来将电气设备100安全地锁定到轨道上，当闩锁构件118在解锁状态下，闩锁构件118通过压缩的扭簧130偏压抵靠壳体。

因此，操作者可通过在向内推动闩锁构件118而释放闩锁构件118。扭簧130(在位置2中被压缩)的弹簧力保证了闩锁构件118向后滑动到完全锁定位置中。在锁定位置，卡位凸耳156深入地扣合到第一扣合凹部150中，使得闩锁构件118仅可以通过穿过开口154向上地致动弹性抓持臂132而被释放。

参照前面的图，已经详细地阐释了实施例，其中，底壳102包括两个相对的闩锁构件118，以便两个可移动的轨道夹持突起116延伸进入轨道凹部112中。

相比于这种具有两个可滑动轨道夹持突起116的方案，图22至24示出了本发明的另一实施例，其中，根据本发明的原理，底壳102只包括一个闩锁构件插座148。为了安全地将电气设备100附接至DIN轨道，根据本发明的底壳102包括固定轨道夹持钩164。

独立于壳体底壳102的特定实施例，图25至26中所示的盖体104可被搭接在底壳102上以形成闭合的电绝缘壳体。如上面已经提及的，电绝缘壳体当然还可由一个整体部件或由两个以上的部件形成。根据图中所示的实施例，盖体通过弹性翼板166固定，所述弹性翼板166具有用于卡钩106的凹部108。然而，本领域技术人员明确除了扣合固定连接以外，还可以应用激光焊接或粘接或任何其它合适的连接技术。

图28至31示出了闩锁构件118的替代实施例。根据该实施例，闩锁构件118不具有与布置在底壳下表面上的第一或第二扣合凹部150、152相互作用、并且可通过合适的工具穿过开口154被致动的卡位凸耳156。替代地，弹性抓持臂132具有布置在朝向盖体104一侧上的抓持钩。该抓持钩与内壁170相互作用(如图6所示)，用以保证闩锁构件不会在电气设备100组装到DIN轨道上之前遗失。根据该实施例，闩锁构件118不是搭接固定在打开位置中，而是需要例如通过合适的工具通过夹持凹槽172而向后保持。

附图标记

Claims (15)

1.一种用于轨道安装的电气设备，所述电气设备(100)包括：

壳体，其中具有轨道接收凹部(112)，所述凹部的至少一个边缘由闩锁构件(118)的端部区域(116)限定，所述闩锁构件能相对于所述壳体沿着横向于所述凹部的方向移动，

弹性结构(130)，其偏压所述闩锁构件(118)沿一方向移动以减小所述凹部(112)的宽度，

其中，所述弹性结构(130)包括扭簧，所述扭簧具有围绕铰接区域(138)可偏转的第一腿部(134)和第二腿部(136)，所述第一腿部抵靠所述壳体的突起(114)，并且所述第二腿部抵靠所述闩锁构件(118)。

2.根据权利要求1所述的电气设备，其中，所述扭簧的第二腿部(136)至少部分地接收在设置于所述闩锁构件(118)处的凹槽(142)中。

3.根据权利要求1或2所述的电气设备，其中，在未加载状态下，所述扭簧(130)的腿部(134，136)之间的角度在20°至40°范围内。

4.根据权利要求5所述的电气设备，其中，所述扭簧(130)布置在所述闩锁构件的凹部(162)中，所述凹部顺沿未加载状态下的所述扭簧的外部轮廓。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电气设备，其中，所述扭簧(130)是扁平弹簧。

6.根据权利要求5所述的电气设备，其中，所述扁平扭簧(130)具有V形的形式。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电气设备，其中，所述第一腿部(134)从所述铰接区域(138)延伸的长度比所述第二腿部(136)从所述铰接区域(138)延伸的长度短。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电气设备，其中，所述闩锁构件(118)进一步包括卡位凸耳(156)，所述卡位凸耳与所述壳体的第一卡位凹部(150)接合，用于将所述闩锁构件(118)固定在闭合位置。

9.根据权利要求8所述的电气设备，其中，所述卡位凸耳(156)可从所述壳体的外部介入，用以使所述卡位凸耳与所述壳体脱离接合。

10.根据权利要求9所述的电气设备，其中，所述壳体包括用于插入工具的开口(154)，用以使所述卡位凸耳(156)与所述壳体脱离接合。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的电气设备，其中，所述壳体进一步包括第二卡位凹部(152)，用以将所述闩锁构件固定在打开位置。

12.根据前述权利要求中任一项所述的电气设备，其中，所述壳体包括底壳(102)和盖体(104)，并且其中，所述闩锁构件(118)布置在所述底壳(102)上。

13.根据前述权利要求中任一项所述的电气设备，其中，所述壳体包括一体形成的固定轨道夹持钩(164)，所述固定轨道夹持钩相对于所述闩锁构件(118)布置，用于夹持轨道。

14.根据权利要求1至12中任一项所述的电气设备，其中，所述壳体包括两个相对的闩锁构件(118)，用于夹持轨道。

15.根据前述权利要求中任一项所述的电气设备，其中，所述壳体包括保持销(140)，所述闩锁构件(118)的打开位置中，所述保持销压缩所述扭簧(130)。