CN111373499B - 电气开关设备及其引导构件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电气开关设备的引导构件。电气开关设备包括主盖、被构造成在闭合位置与打开位置之间移动的副盖、第一印刷电路板、与第一印刷电路板间隔开的第二印刷电路板以及电连接第一印刷电路板和第二印刷电路板的电缆构件。引导构件包括主体，该主体具有：联接到主盖的基部；在副盖处于闭合位置时接合电缆构件的斜面，斜面具有相对的第一端部和第二端部，第一端部从基部延伸；和多个引导部分，多个引导部分各自从斜面延伸，并且在副盖在闭合位置与打开位置之间移动时接合电缆构件以便最小化电缆构件的扭曲和折叠。

Description

电气开关设备及其引导构件

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月27日提交的美国专利申请序列号15/822,991的优先权并要求其权益，该申请以引用方式并入本文。

背景技术

技术领域

本发明所公开的概念整体涉及电气开关设备，诸如断路器。本发明所公开的概念还涉及用于电气开关设备的引导构件。

发明背景

电气开关设备用于保护电路免受由于跳闸状况而引起的损坏，诸如例如过电流状况、过载状况、欠电压状况、相对高电平短路或故障状况、接地故障或电弧故障状况。例如，模制外壳断路器包括至少一对可分离触点，该至少一对可分离触点或者通过位于外壳外侧上的柄部手动操作，或者响应于跳闸状况自动通过跳闸单元操作。

许多模制外壳断路器还包括例如印刷电路板，以便与断路器内部的附件和相对于断路器位于外部的客户连接件进行接口连接。通常，附件和客户连接件的数量如此之大以至于单个印刷电路板无法集成在断路器中。在此类情况下，断路器通常包括处于断路器中的多个单独印刷电路板，该多个印刷电路板一起运行以便与附件和客户接口进行接口连接。这种断路器的典型构造包括在断路器内安装第一印刷电路板，将第二单独印刷电路板联接到断路器的附件盖，以及通过电缆构件将两个印刷电路板电连接在一起。经常打开和闭合断路器的附件盖以允许客户接近断路器的内部。因此，连接印刷电路板的电缆构件在打开和闭合期间经常被扭曲和/或折叠。因为这些电缆构件电连接印刷电路板上的许多电路，所以它们通常相对易碎和/或易受损坏。这样，反复的扭曲和/或折叠可致使它们断裂，从而损害了其电连接两个印刷电路板的能力。

因此，在电气开关设备中及其引导构件中存在改进的余地。

发明内容

本发明所公开的概念的实施方案满足了这些需要和其他需要，所述实施方案涉及改善的电气开关设备及其引导构件。

作为本发明所公开的概念的一个方面，提供一种用于电气开关设备的引导构件。电气开关设备包括主盖、被构造成在闭合位置与打开位置之间移动的副盖、联接到主盖的第一印刷电路板、联接到副盖并与第一印刷电路板间隔开的第二印刷电路板以及将第一印刷电路板电连接到第二印刷电路板的电缆构件。引导构件包括主体，该主体包括：被构造成联接到主盖的基部；被构造成在副盖处于闭合位置时接合电缆构件的斜面，该斜面具有第一端部以及与第一端部相对并在第一端部远侧设置的第二端部，第一端部从基部延伸；和多个引导部分，该多个引导部分各自从斜面延伸，并且被构造成在副盖在闭合位置与打开位置之间移动时接合电缆构件以便最小化电缆构件的扭曲和折叠。

作为本发明所公开的概念的另一个方面，一种电开关设备包括：主盖、被构造成在闭合位置与打开位置之间移动的至少一个副盖、联接到主盖的第一印刷电路板、各自联接到对应副盖并且与第一印刷电路板间隔开的多个其他印刷电路板、将第一印刷电路板电连接到多个其他印刷电路板中的对应印刷电路板的至少一个电缆构件以及至少一个上述引导构件。

附图说明

当结合附图阅读时，可以从以下优选的实施方案描述中获得对本发明所公开的概念的完整理解，其中：

图1是根据本发明所公开的概念的一个非限制性实施方案的电气开关设备的局部简化等轴视图；

图2是图1的电气开关设备的等轴视图，被示为具有部分打开的副盖，以及用于电气开关设备的引导构件；

图3是图2的电气开关设备的等轴视图，被示为具有完全打开的多个副盖，以及多个引导构件，

图4是图3的电气开关设备及其引导构件的一部分的放大视图，

图5是图3的电气开关设备及其引导构件的另一个等轴视图，被示为移除了部分以便观看隐藏结构；

图6是图5的电气开关设备及其引导构件的一部分的放大视图；

图7是图5的电气开关设备及其引导构件的另一个等轴视图；

图8、图9和图10分别是图7的引导构件的前等轴视图、后等轴视图和侧等轴视图；

图11是图8、图9和图10的引导构件的前等轴测图，被示为具有光管；并且

图12是图11的引导构件和光管的分解前等轴视图。

具体实施方式

如本文所用，术语“数量”应当意为一个或多于一个的整数(即多个)。

如本文所用，两个或更多个零件“联接”在一起的表述应当意为这些零件直接接合在一起或通过一个或多个中间零件接合在一起。

如本文所用，两个或更多个零件或部件彼此“接合”的表述应当意为这些部件直接地或通过一个或多个中间零件或部件彼此施加力。

本文使用的方向短语，诸如，例如但不限于顶部、底部、左、右、上、下、前、后及其衍生词，涉及附图中所示的元件的取向，并且并不限制权利要求，除非在其中明确地表述。

如本文所用，术语“联接构件”是指任何合适的连接或拧紧机构，明确地包括但不限于：扎带、束线带、铆钉、螺钉、螺栓、螺栓和螺母(例如但不限于锁紧螺母)的组合以及垫圈和螺母。

图1至图7是根据本发明所公开的概念的一个非限制性实施方案的电气开关设备(例如但不限于多极模制外壳断路器2)的不同视图。示例性断路器2包括一对可分离触点4(以简化形式示出)，以及以通常众所周知的方式打开和闭合可分离触点4的操作机构6(以简化形式示出)。操作机构6具有允许操作员手动打开和闭合可分离触点4的主操作柄部8。

断路器2还包括：主盖10、多个副盖(在图1中示出了两个示例性副盖12、14)、联接到主盖10的第一印刷电路板(例如，参见图5至图7中部分示出的第一印刷电路板16)、多个其他印刷电路板(例如，参见图3至图7所示的第二印刷电路板22和第三印刷电路板24)，以及多个电缆构件(例如，参见图2至图7所示的第一电缆构件32和第二电缆构件34)。主盖10和副盖12、14可以由本领域中已知的任何合适的材料(例如但不限于塑料材料)制成。

参考图5和图6，第一电缆构件32和第二电缆构件34各自将第一印刷电路板16电连接到第二印刷电路板22和第三印刷电路板24中的对应印刷电路板。更具体地，第一电缆构件32和第二电缆构件34各自具有多个迹线(例如但不限于铜迹线)，该多个迹线以通常众所周知的方式将第一印刷电路板16分别电连接到第二印刷电路板22和第三印刷电路板24。

应当理解，第二印刷电路板22和第三印刷电路板24与第一印刷电路板16间隔开。这些印刷电路板22、24通常称为“卫星印刷电路板”，因为它们从第一印刷电路板(诸如第一印刷电路板16)物理地移除(即，与其分离)。在第二印刷电路板22和第三印刷电路板24从第一印刷电路板16物理地移除时，第一电缆构件32和第二电缆构件34允许它们电连接到其上，使得断路器2被设置有以第一印刷电路板16、第二印刷电路板22和第三印刷电路板24的形式的一个主印刷电路板。此外，第二印刷电路板22和第三印刷电路板24中的每个联接到副盖12、14中的对应副盖，这些副盖被构造成在闭合位置与打开位置之间移动。

根据本发明所公开的概念的新颖方面，断路器2还包括各自联接到主盖10的多个引导构件(例如，参见图2至图7所示的引导构件100、200)。尽管断路器2具有两个示例性引导构件100、200，但为了本公开的经济性的目的，将仅更详细地讨论引导构件100。然而，应当理解，引导构件200与引导构件100基本上相同地成形并且与其基本上相同地运行，但被配置为与第三印刷电路板24和第二电缆构件34一起运行。如将在下面更详细地讨论的，引导构件100、200提供了用于保护电缆构件32、34的机构，由此允许它们有利地在操作中持续更长时间。具体地，由于将第一印刷电路板16电连接到相应的第二印刷电路板22和第三印刷电路板24所涉及的要求，电缆构件32、34相对易碎和/或易受损坏。在一个示例性实施方案中，电缆构件32、34包括夹持在绝缘塑料材料之间的铜迹线，这些绝缘塑料材料通过覆盖粘合剂来粘结。铜迹线可以是单层或者可存在多层。在每层铜迹线之间，可存在绝缘材料。

引导构件100优选地是由单件材料制成的一体部件。例如但不限于，引导构件100可以经由注射模制过程由任何合适的热塑性材料制成。图8至图10示出了新颖引导构件100的不同等轴视图，该新颖引导构件包括主体102，该主体具有基部104，斜面106，多个引导部分112、114，多个阻挡部分124、126和多个接收部分128、136。基部104是大体平面的并且接合主盖10(例如，参见图4)，使得合适的联接构件(在图4中示出但未指示)可以将基部104固定到主盖10。

继续参考图8至图10，引导部分112、114各自包括对应延伸部分116、118，以及从延伸部分116、118延伸并且基本上垂直于这些延伸部分定位的对应导引部分120、122。延伸部分116、118各自从斜面106延伸，并且彼此间隔开以及基本上彼此平行地定位。斜面106具有从基部104延伸的第一端部108，以及与第一端部108相对且在其远侧定位的第二端部110。导引部分120、122各自靠近斜面106的第二端部110定位。此外，第一引导部分112的导引部分120从第一引导部分112的延伸部分116朝向第二引导部分114的导引部分122延伸，并且第二引导部分114的导引部分122从第二引导部分114的延伸部分118朝向第一引导部分120的导引部分120延伸。

当组装到断路器2中时，斜面106是凹形的从而背向第一印刷电路板16(图5至图7)，并且被构造成当副盖12处于闭合位置时接合第一电缆构件32。这样，当副盖12处于闭合位置时，斜面106为第一电缆构件32提供相对平滑的表面以供其靠在上面。斜面106还有助于防止碎屑(例如，在可分离触点4(图1)的分离期间生成的碎屑)移动到断路器2的凹坑区域中或返回到第一印刷电路板16上。另外，从斜面106延伸的延伸部分116、118有利地在可分离触点4(图1)的分离期间保护/屏蔽第一电缆构件32免受碎屑的影响。此外，引导部分112、114被构造成当副盖12在闭合位置与打开位置之间移动时接合第一电缆构件32，以便最小化第一电缆构件32的扭曲和折叠。例如，将图2与图4(其示出了分别具有部分打开和完全打开的副盖12的断路器2)进行比较，应当理解，当打开副盖12时，导引部分120(即，和导引部分122，在图2和图4中隐藏)接合电缆构件32以便最小化任何扭曲。因此，由于引导构件100，电缆构件32在断路器2的操作期间的断裂的开始显著延长。因此，通过引导构件100改进了断路器2中的电缆构件32的完整性。

另外，将图1与图2(其示出了分别具有闭合和部分打开的副盖12的断路器2)进行比较，应当理解，当打开副盖时，延伸部分116(即，和延伸部分118)接合电缆构件32以便最小化电缆构件32的扭曲并且在延伸部分116、118之间定位/稳定电缆构件32。这样，当副盖12处于闭合位置时，电缆构件32位于延伸部分116、118之间并且相对于这些延伸部分基本上垂直。

引导构件100也在最小化可分离触点4(图1)的分离期间的碎屑逸出方面提供优势。再次参考图8至图10，阻挡部分124、126彼此间隔开并且基本上垂直于基部104定位。此外，阻挡部分124、126各自从基部104和斜面106的第一端部108延伸。斜面106的第一端部108从第一阻挡部分124延伸到第二阻挡部分126。参考图1、图4和图6，引导构件100的阻挡部分124、126基本上位于可分离触点4(图1)与第一印刷电路板16(图6)之间。因此，应当理解，当可分离触点4打开时(诸如例如在跳闸状况期间)，原本将接合第一印刷电路板16(即并对其造成损坏)的碎屑将接合阻挡部分124、126。此外，阻挡部分124、126还防止使碎屑逸出到断路器2的附件凹坑区域。这样，通过具有引导构件100、200，最小化和/或防止从一个隔室到另一个隔室的逸出压力。

引导构件100还被构造成容纳断路器2的其他部件。具体地，断路器2还包括：多个光管42、44，用于在发生故障时重置第一印刷电路板16的重置按钮52，以及用于允许操作员连接到第一印刷电路板16的通用串行总线端口54。光管42、44各自将光从第一印刷电路板16传输到断路器2的外部。例如但不限于，第一印刷电路板16包括对应于断路器的不同状态(例如但不限于电路状态)的多个发光二极管。如图1所示，光管42、44各自至少部分地延伸通过副盖12、14以便将光从第一印刷电路板16的发光二极管传输到断路器2的外部。引导构件100、200容纳这些光管42、44。

具体地，再次参考图8至图10，接收部分128从第一阻挡部分124延伸，并且具有顶表面130、与顶表面130相对并基本平行于该顶表面定位的底表面132以及在顶表面130和底表面132之间延伸并且相对于该顶表面和底表面基本上垂直定位的中间表面134。当副盖12处于闭合位置时，顶表面130面向副盖12并且底表面132背向副盖12。参考图11和图12，光管42优选地通过压配机构联接到接收部分128。这样，光管42接合顶表面130、底表面132和中间表面134中的每个以便可靠地保持在其上。然而，应当理解，本文中设想了其他合适的联接机构(例如但不限于经由粘合剂联接)。

如上所述，引导构件100、200被构造成容纳各自与第一印刷电路板16电连接的重置按钮52和通用串行总线端口54。具体地，如图8所示，接收部分136从第二阻挡部分126延伸。应当理解，在引导构件100、200组装在断路器2中时，重置按钮52和通用串行总线端口54各自位于接收部分136中的对应接收部分(即，和引导构件200的接收部分，示出但未指示)中。

因此，应当理解，本发明所公开的概念提供了改进的(例如，但不限于，更好地保护以免受电缆构件32、34的不期望的扭曲和折叠，从而持续更长时间)电气开关设备2及其引导构件100、200。

虽然已经详细地描述了本发明所公开的概念的特定实施方案，但是本领域的技术人员应当理解，可以根据本公开的总体教导内容来开发出那些细节的各种修改和替换。因此，所公开的特定布置仅是说明性的，而不限制本发明所公开的概念的范围，本发明所公开的概念的范围由所附权利要求书的全部范围以及其任何和所有等同物给出。

Claims (15)

1.一种用于电气开关设备(2)的引导构件(100)，所述电气开关设备包括主盖(10)、被构造成在闭合位置与打开位置之间移动的副盖(12)、联接到所述主盖的第一印刷电路板(16)、联接到所述副盖并与所述第一印刷电路板间隔开的第二印刷电路板(22)以及将所述第一印刷电路板电连接到所述第二印刷电路板的电缆构件(32)，所述引导构件包括：

主体(102)，所述主体包括：

基部(104)，所述基部被构造成联接到所述主盖，其特征在于所述主体还包括：

斜面(106)，所述斜面被构造成在所述副盖处于所述闭合位置时接合所述电缆构件，所述斜面具有第一端部(108)以及与所述第一端部相对并在所述第一端部远侧设置的第二端部(110)，所述第一端部从所述基部延伸，和

多个引导部分(112、114)，所述多个引导部分各自从所述斜面延伸，并且被构造成在所述副盖在所述闭合位置与所述打开位置之间移动时接合所述电缆构件以便最小化所述电缆构件的扭曲和折叠。

2.根据权利要求1所述的引导构件，其中所述多个引导部分中的每个包括延伸部分(116、118)和从所述延伸部分延伸的导引部分(120、122)；其中所述延伸部分从所述斜面延伸；并且其中所述导引部分靠近所述斜面的所述第二端部设置。

3.根据权利要求2所述的引导构件，其中所述多个引导部分包括第一引导部分(112)和第二引导部分(114)；并且其中所述第一引导部分的所述延伸部分与所述第二引导部分的所述延伸部分间隔开并且基本上平行于所述第二引导部分的所述延伸部分设置。

4.根据权利要求3所述的引导构件，其中所述第一引导部分的所述导引部分基本上垂直于所述第一引导部分的所述延伸部分设置；其中所述第一引导部分的所述导引部分从第一引导部分的所述延伸部分朝向所述第二引导部分的所述导引部分延伸；其中所述第二引导部分的所述导引部分基本上垂直于所述第二引导部分的所述延伸部分设置；并且其中所述第二引导部分的所述导引部分从所述第二引导部分的所述延伸部分朝向所述第一引导部分的所述导引部分延伸。

5.根据权利要求1所述的引导构件，其中所述主体还包括各自从所述基部和所述斜面的所述第一端部延伸的多个阻挡部分(124、126)。

6.根据权利要求5所述的引导构件，其中所述多个阻挡部分包括第一阻挡部分(124)以及与所述第一阻挡部分间隔开的第二阻挡部分(126)，并且其中所述斜面的所述第一端部从所述第一阻挡部分延伸到所述第二阻挡部分。

7.根据权利要求6所述的引导构件，其中所述第一阻挡部分和所述第二阻挡部分中的每个基本上垂直于所述基部设置。

8.根据权利要求1所述的引导构件，其中所述主体是由单件材料制成的一体部件。

9.一种电气开关设备(2)，包括：

主盖(10)；

至少一个副盖(12、14)，所述至少一个副盖被构造成在闭合位置与打开位置之间移动；

第一印刷电路板(16)，所述第一印刷电路板联接到所述主盖；

多个其他印刷电路板(22、24)，所述多个其他印刷电路板各自联接到所述至少一个副盖中的对应副盖并且与所述第一印刷电路板间隔开；

至少一个电缆构件(32、34)，所述至少一个电缆构件将所述第一印刷电路板电连接到所述多个其他印刷电路板中的对应印刷电路板；和

至少一个引导构件(100)，所述至少一个引导构件包括：

主体(102)，所述主体包括：

基部(104)，所述基部联接到所述主盖，其特征在于所述主体还包括：

斜面(106)，所述斜面在所述至少一个副盖处于所述闭合位置时接合所述至少一个电缆构件，所述斜面具有第一端部(108)以及与所述第一端部相对并在所述第一端部远侧设置的第二端部(110)，所述第一端部从所述基部延伸，和

多个引导部分(112、114)，所述多个引导部分各自从所述斜面延伸并且在所述至少一个副盖在所述闭合位置与所述打开位置之间移动时接合所述至少一个电缆构件以便最小化所述至少一个电缆构件的扭曲和折叠。

10.根据权利要求9所述的电气开关设备，其中所述斜面是凹形的从而背向所述第一印刷电路板。

11.根据权利要求9所述的电气开关设备，其中所述主体还包括各自从所述基部和所述斜面的所述第一端部延伸的多个阻挡部分(124、126)。

12.根据权利要求11所述的电气开关设备，其中所述多个阻挡部分包括第一阻挡部分(124)以及与所述第一阻挡部分间隔开的第二阻挡部分(126)；其中所述主体还包括从所述第一阻挡部分延伸的接收部分(128)；其中所述电气开关设备还包括通过压配机构联接到所述接收部分的光管(42)；并且其中所述光管被构造成将光从所述第一印刷电路板传输到所述电气开关设备的外部。

13.根据权利要求12所述的电气开关设备，其中所述接收部分具有顶表面(130)、与所述顶表面相对设置的底表面(132)以及在所述顶表面与所述底表面之间延伸的中间表面(134)，其中，当所述至少一个副盖处于所述闭合位置时，所述顶表面面向所述至少一个副盖并且所述底表面背向所述至少一个副盖；并且其中所述光管接合所述顶表面、所述中间表面和所述底表面中的每个。

14.根据权利要求13所述的电气开关设备，其中所述光管至少部分地延伸通过所述至少一个副盖。

15.根据权利要求11所述的电气开关设备，其中所述多个阻挡部分包括第一阻挡部分(124)以及与所述第一阻挡部分间隔开的第二阻挡部分(126)；其中所述主体还包括从所述第二阻挡部分延伸的接收部分(136)；其中所述电气开关设备还包括各自与所述第一印刷电路板电连接的通用串行总线端口(54)和重置按钮(52)；其中所述至少一个副盖包括第一副盖(12)和第二副盖(14)；其中所述多个其他印刷电路板包括各自联接到所述第一副盖和所述第二副盖中的对应副盖的第二印刷电路板(22)和第三印刷电路板(24)；其中所述至少一个电缆构件包括各自将所述第一印刷电路板电连接到所述第二印刷电路板和所述第三印刷电路板中的对应印刷电路板的第一电缆构件(32)和第二电缆构件(34)；其中所述至少一个引导构件包括第一引导构件(100)和第二引导构件(200)，其中所述通用串行总线端口设置在所述第一引导构件的所述主体的所述接收部分中；并且其中所述重置按钮设置在所述第二引导构件的所述主体的所述接收部分中。

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