CN1208798C

CN1208798C - 电保护开关装置

Info

Publication number: CN1208798C
Application number: CNB008152306A
Authority: CN
Inventors: 克劳斯·道尔; 洛塔尔·温岑; 京特·鲍扬; 鲁道夫·鲍迈斯特; 福尔克尔·布勒夏茨; 彼德·维勒沙伊特
Original assignee: KLUEKNER-MOELLER GmbH
Current assignee: KLUEKNER-MOELLER GmbH; Eaton Industries GmbH
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 2000-09-14
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2020-09-14
Also published as: EP1226599A1; AU7518600A; DE19952178A1; EP1226599B1; WO2001033596A1; DE50002301D1; CN1387670A

Abstract

本发明涉及一种电保护开关装置(1)，尤其是电机的保护开关，它具有一个用绝缘材料制成的壳体(12)，一个开关接触装置和一个断路单元，它具有一个电磁快速断路器(10)，包括一个断路线圈(38)、一个磁芯(68)、一个衔铁(62)和一个冲击衔铁(69)。该装置在结构上应该作这样的简化，即该装置能够更方便地被装配并且可以更简单地对快速断路器的响应值进行调节。为此，衔铁(62)可轴向移动地被安置在一个由绝缘材料制成的承接体(60)中。承接体(60)中容纳着一个弹簧元件(64)，该弹簧元件对衔铁(62)施加一个逆着其释放动作方向的弹性作用力。所述被这种装件的承接体(60)可以可更换地装配于断路单元之中。

Description

电保护开关装置

技术领域

本发明涉及一种电保护开关装置，尤其是电机保护开关，具有一个用绝缘材料制成的壳体，一个开关接触装置，及一个断路单元，它具有一个电磁快速断路器，该电磁快速断路器包括一个断路线圈，一个磁芯，一个衔铁和一个冲击衔铁，其中，衔铁可轴向移动地被安置在一个由绝缘材料制成的承接体中，承接体容纳着一个弹簧元件，该弹簧元件对衔铁施加一个逆着其释放动作方向的弹性作用力，及所述的这样预装配的承接体可更换地被装配于断路单元之中。

背景技术

WO-A-9748113已说明一种该类型的保护开关装置，它包括带有一个可安装在断路单元中的衔铁装置的断路单元。独立的衔铁装置由一个套管形的绝缘材料的壳体构成，一个移动的衔铁、一个压入在绝缘壳体中的磁芯以及一个盘簧，此盘簧通过支承在磁芯上给移动的衔铁施加了一个弹性作用力。另外设有一个推杆，它一方面支承在衔铁上并且穿过盘簧和磁芯的一个孔从磁芯中向外伸出。移动的衔铁借助于弓形的行程限制件被固定在套管中。

从DE42 08 716 C2中已知一种该类型的开关装置。该保护开关装置也具有一个带有一个开关装置和一个断路单元的、由绝缘材料制成的壳体，断路单元具有对于短路敏感的电磁快速断路器。

发明内容

本发明的任务在于：提供一种所述类型的开关装置，它在构造方面进行这样的简化，即能够更方便地装配装置，并且可以更简单地调节快速断路器的响应值。

按照本发明，提出了一种电保护开关装置，尤其是电机保护开关，具有一个用绝缘材料制成的壳体，一个开关接触装置，及一个断路单元，它具有一个电磁快速断路器，该电磁快速断路器包括一个断路线圈，一个磁芯，一个衔铁和一个冲击衔铁，其中，衔铁可轴向移动地被安置在一个由绝缘材料制成的承接体中，承接体容纳着一个弹簧元件，该弹簧元件对衔铁施加一个逆着其释放动作方向的弹性作用力，及所述的这样预装配的承接体可更换地被装配于断路单元之中，其中，磁芯是快速断路器的固定的构件，所述预装配的承接体可拆卸地被插置到磁芯上。

通过构造一个单独的模块，为保护开关装置的快速断路器提供一个可更换的单元。独立模块包含带有一个衔铁和一个弹簧元件的一个承接体。弹簧元件是可以更换的，尤其是通过一个构成传力链的连接可以与快速断路器的磁芯相连接，通过更换本发明单元，可以用简单的方式来改变保护开关装置的操作值。不必在狭窄的空间中进行繁琐的调节工作。有利的是：该单元可以从保护开关装置的前面(即在控制键一侧)，尤其是可垂直于装置的前表面插入并且可被固定于装置之中。本发明构造有利地适用于具有至少部分地粘接在壳体中的断路单元的装置。在本发明的一个优选实施例中，断路单元是仅仅通过粘接被固定在壳体中的。

有利的是，承接体的构造基本上呈管状，并且具有一个下部的沿着圆周封闭的、设有一个敞开的端部的下部段，衔铁部分地在其中被导向；以及具有一个上部的在圆周方向上区域性地敞开的上部段，衔铁与弹簧元件配合作用于其中。

有利的是，承接体被安置在快速断路器的一个呈U形构造的磁轭叠片的一个孔中。

有利的是，承接体能够以其背离衔铁头的端部插置到磁芯上。

有利的是，承接体和磁轭叠片具有防旋转机构，它们保证承接体具有不可转动性。

有利的是，弹簧元件为一个扭转弹簧。

有利的是，承接体具有可以改变弹簧机构的预应力的机构。

有利的是，所述机构构成为用于容纳扭转弹簧的一个弹簧臂端部的支座。

有利的是，壳体由热固性塑料制成。

有利的是，承接体所具有的轴向长度，大于衔铁的包括其移动行程在内的长度。

有利的是，衔铁在其下部分中以及承接体在其为下部分导向的上部分中彼此匹配地这样构成，即衔铁不可转动地在承接体中被导向。

附图说明

本发明的其他细节和优点可从其它申请文件和以下借助于附图说明的实施例中得知。图中所示为：

图1：一个本发明保护开关装置的立体图，

图2：本发明保护开关装置的断路器的分解图，

图3a：带有衔铁和弹簧元件的可更换的承接体的分解图

图3b：承接体沿着图3a中的A-A线的剖面图，

图3c：承接体沿着图3a中的B-B线的剖面图，

图4：具有独立的已预装配承接体的一个预装配的断路单元，

图5 具有已安装了断路单元和独立的已预先装配了承接体的一个保护开关壳体部件。

具体实施方式

图1示出了一个电保护开关装置1，尤其是电机保护开关。它具有一个旋转驱动器、一个用于接通或者断开电路以及在过载或者断路时显示断开的旋钮11以及一个可分为三个壳体部件13、14、15的壳体12。中间的壳体部件14具有一个带有电缆接线端子17的电缆引入口16。

图2以分解图的形式示出了本发明保护开关装置的断路单元。在此，断路单元包括一个部件支架5，在它的上面可以固定一个连接部件6。该部件支架5最好是用热塑性塑料制成。

连接部件6是由铜制成的，并且呈L形。其中，设置了底部的朝向外部的腿18用作电缆接线端子17的接触引出头。

部件支架5具有一个固定栓23，它插入到连接部件6的底部腿18的一个对应凹槽中。

在上部腿21上设有一个用于连接过流断路器或者双金属断路器9的连接区域19，。在此，一个加热导体22尤其是借助于等离子焊接或者气体保护焊接通过连接区域19与连接部件6相连接。为此，加热导体22按照已知的方式呈螺旋状地围绕着一个双金属8来设置，并且在其另一个自由端部上最好也是借助于等离子焊接或者气体保护焊接方法与双金属8相连接。通过铜与双金属8之间的气体保护焊接，双金属是很难进行焊接的，获得了可靠的连接，从而克服了由此可能引发的质量问题。借助于气体保护焊接或者等离子焊接，加热元件22被焊接在双金属8的被动面上。双金属8的被动面很适合于进行焊接，因为只有主动面是由相当难于焊接或者无法进行焊接的合金制成的。

双金属8的下端部与一个磁轭叠片28在一个向外弯曲的舌片33上垂直地相连接。

该磁轭叠片28由以下部分组成：一个带有两个平行的侧面腿29、31的基本呈U形的区域、一个将它们连接起来的横向腿30、一个垂直地一体连接在第二个腿31上的固定段32以及一个舌片33，快速断路器被这些腿固定。

在固定段32上设有一个固定连接板35，它啮合到部件支架5的一个带有固定榫舌37的长形卡接孔中，因此，磁轭叠片28被固定在部件支架5中。

设置了一个基本上呈L形构造的接触元件7，此接触元件7以其腿部之一平行于磁轭叠片28的固定段32伸展。

快速断路器10的断路线圈38以一个线圈端部与接触元件7相连接，而以其另一个线圈端部与磁轭叠片28在固定段32上相连接。该连接最好也通过气体保护焊接或者等离子焊接来实现。

在接触元件7的平行于固定段32伸展的腿部上区域性地设有用于与磁轭叠片28的部件无接触地彼此互相插入的留空，并且在头部一侧与断路线圈的一个线圈端部相连接。因此，可以构成特别节省空间的结构。

在部件支架5的底部区域中预先装有一个槽缝电机(SLOTMOTOR)47。

在一个特别的优选实施例中，断路单元完全通过粘接被固定在壳体12中(即没有采用螺纹连接、卡接、夹紧或者类似方法)。导入电压(Spannungfuehrend)的部件上的凸起证实是特别适合于作为粘接的部位。在所示的实施例中，在连接部件6的连接区域19中设置了至少一个第一粘接延续部分K1，在与磁轭叠片28相连接的舌片33上设置了一个第二粘接凸起K2，而在磁轭叠片28自身上，在侧面腿29和横向腿30的拐角区域中，设置了一个第三和一个第四粘接凸肩K3和K4。

流入到安装在部件支架5上的部件中的电流，从连接部件6的底部腿流向连接区域19/加热元件22的焊接处，接下来流入加热元件22中直到加热元件22/双金属8的焊接处，接下来通过双金属8直到双金属8/磁轭叠片28的焊接处，接着通过磁轭叠片28的固定段32直到固定区段32/断开线圈38的焊接处，接着通过断开线圈38的绕组流到断开线圈38/接触元件7的焊接处，流入接触元件7中，以便于通过与接触元件7配合作用的移动的接触元件使电流被继续传导。

图3a以分解图示出了一个可预先装配的单元，它带有一个承接体60、一个衔铁62和一个弹簧元件64。

衔铁62基本上为棒状，其中它的下部分MA₁具有一个几乎是正方形的横截面，而它的上部分MA₂构成为销状的延续部分，其横截面明显地缩小了并且特别设计成圆形的。在此，有利的是，上部分MA₂与衔铁62是不同心的，而是偏离衔铁62的轴中心线被设置。在其自由端部上，上部分MA₂通过一个最好呈板片状的头件63被展宽。衔铁62由一种可磁化的材料制成。

衔铁的整体(其头件63除外)可以按照简单的方式由一个四方形型钢被车削加工制成。在此，通过在四方形型钢的中心轴线上材料的对中，其下部分MA₁以及材料对中时从轮廓的中心线错开的上部分MA₂(例如通过在车床上进行车削)加工制得。

承接体60是由绝缘材料制成的，用于承接衔铁62和弹簧元件64。其中，衔铁62可纵向移动地被安置在基本上呈管状的承接体60中。通过最好为扭转弹簧构造的、并且也安置于承接体60之中或者其上面的弹性元件64，使得衔铁62在与释放动作方向相反的方向上(这里为向下方向)被施加一个弹性作用力。为此，扭转弹簧以其一个自由端部支撑于承接体60的支座66上。扭转弹簧以其另一个自由端部从后面插入到衔铁62的头件63中，并且因此对其施加一个在其释放动作方向的反方向上的弹性作用力。

承接体60基本上由一个管状的下部段I和一个上部段II组成。

下部段I的作用是：其上部分I₁用于衔铁62的导向，而其下部分I₂用于在快速断路器10中的固定。在其上部分I₁中，承接体60具有与衔铁62的下部分MA₁相匹配的、使圆形横截面缩小的管壁区域(见图3b)。在其下部的边缘敞开的部分I₂中，承接体60在其内部特别构成为圆形，来与衔铁62的横截面相匹配(图3c)。

为了把衔铁62装配到承接体60中，使衔铁62的头件63朝前，从下方装入到承接体60的下部分I₂中。在预先装配的静止位置上，衔铁62在承接体60的内部通过扭转弹簧的作用在衔铁62的头件63下方的一个自由端部与释放动作方向相反地被夹紧。这里，衔铁62通过由衔铁62的上部分和下部分之间形成的过渡平面MA_ue，该平面与承接体60内部的一个尤其是呈圆环状的支座配合作用，在与释放动作的相反方向上限定它的移动行程。以这种方式，支承于预装配单元(60、62、64)中的衔铁62可移动地被安置于上述静止位置和释放动作方向上的一个断路位置之间。通过可纵向移动地被安置的衔铁62和固定的磁芯68被产生的磁场磁化和通过磁的作用相互吸引，在出现规定的磁场强度和随之出现规定的断路电流时，达到断开位置。在规定的电流强度下的衔铁62可达到的的移动和弹力发生交互作用，借助于该弹力，衔铁62在与释放动作相反的方向上被预先夹紧。这样，通过扭转弹簧的几何尺寸可以调节使快速断路器10触发而发生断路的极限电流。为了断开电路，衔铁62作用于(撞击到)一个部分地在磁芯68中被导向的冲击衔铁69上。

根据图4，为了把承接体60固定于快速断路器10上，承接体60以其下部段I的敞开的端部穿过侧面腿29的一个开孔29a，可拆卸地插接到快速断路器10的磁芯68上(以构成传力链的方式)。这样保证了由承接体60、衔铁62和弹簧元件64组成的可预装配单元具有可更换性。其结果是：易于装配、与断路电流的响应值相关的开关装置的几何尺寸得以简化。为了确保单元60、62、64不可转动地被固定于短路断路器10之中，承接体60和侧面腿29具有相应的防转动保险机构70、71。为此，承接体60的构造中最好具有一个沿着圆周安置的、指向外部的固定凸起，而侧面腿29在其开孔29a中具有一个与该固定凸起配合作用的留空。

部件支架由热塑性塑料制成，并且被粘接在由热固性塑料制成的壳体或壳体部件中，也象其他相的其他部件支架一样。

不需采用附加的如螺纹连接或夹紧和类似的连接手段进行粘接。

在壳体12上设有粘接槽，在它们中填有大约0.010g的粘接剂。

断路单元的销浸入在粘接槽中，它们是粘接在那里的。

第一组销或者销对分别成形于磁轭叠片上，而第二组销成形于连接部件上。另外的第三组销也成形于磁轭叠片上。

被粘接的仅仅是叠片的金属凸起，在这里就是销。这些销呈立体分布，从而保证良好的固定效果。总计有十二个销。

这样，就取消了所有的螺纹连接。通过这种持久性的固定连接，以更简单的方式达到了使双金属位置保持稳定的目的。通过使用热塑性塑料和粘接方法，大大地减小了热应力和机械应力，而保证了热稳定性和形状稳定性。

预先装配的部件支架被推入到壳体中为其设计的室中。

本发明并不局限于上面所描述的实施例，而是包括与本发明具有同样功能的所有实施方式。此外，快速断路器(10)的几何尺寸也可以通过弹簧的预应力的可调节性来确定，而不是通过更换整个的单元(60、62、64)来实现。为此，承接体(60)可以具有用于改变弹簧机构(64)的预应力的机构。在一种可能的实施方式中，该机构构成为安放扭转弹簧的一个弹簧臂的支座，从而由它来保证不同位置上具有不同的预应力。此外，本发明装置也包括其它的保护开关装置，如功率开关或者功率保护开关、或者类似的开关。在附图中所示的所有特征均隶属于本发明，尤其是如图所示的几何形状尺寸。

参考标号

开关装置 1 衔铁 62

部件支架 5 头件 63

连接部件 6 弹簧元件 64

接触元件 7 支座 66

双金属 8 磁芯 68

过流断路器 9 冲击衔铁 69

快速断路器 10 防旋转机构70、71

旋钮 11

壳体 12

壳体部件 13、14、15

电缆引入口 16

电缆接线端子17

底部腿 18

连接区域 19

上部腿 21

加热元件 22

固定栓 23

磁轭叠片 28

横向腿 30

侧面腿 29、31

固定段 32

舌片 33

断路线圈 38

承接体 60

Claims

1.电保护开关装置(1)，具有

一个用绝缘材料制成的壳体(12)，

一个开关接触装置，及

一个断路单元，它具有一个电磁快速断路器(10)，该电磁快速断路器包括一个断路线圈(38)，一个磁芯(68)，一个衔铁(62)和一个冲击衔铁(69)，其中，

衔铁(62)可轴向移动地被安置在一个由绝缘材料制成的承接体(60)中，承接体(60)容纳着一个弹簧元件(64)，该弹簧元件对衔铁(62)施加一个逆着其释放动作方向的弹性作用力，及

所述的这样预装配的承接体(60)可更换地被装配于断路单元之中，

其特征为，

磁芯(68)是快速断路器(10)的固定的构件，

所述预装配的承接体(60)可拆卸地被插置到磁芯(68)上。

2.根据权利要求1所述的电保护开关装置，其特征为：承接体(60)的构造基本上呈管状，并且具有一个下部的沿着圆周封闭的、设有一个敞开的端部的下部段(I)，衔铁(62)部分地在其中被导向；以及具有一个上部的在圆周方向上区域性地敞开的上部段(II)，衔铁(62)与弹簧元件(64)配合作用于其中。

3.根据权利要求1或2所述的电保护开关装置，其特征为：承接体(60)被安置在快速断路器(10)的一个呈U形构造的磁轭叠片(28)的一个孔(29a)中。

4.根据权利要求1或2所述的电保护开关装置，其特征为：承接体(60)能够以其背离衔铁头的端部插置到磁芯(68)上。

5.根据权利要求3所述的电保护开关装置，其特征为：承接体(60)和磁轭叠片(28)具有防旋转机构(70、71)，它们保证承接体(60)具有不可转动性。

6.根据权利要求1或2所述的电保护开关装置，其特征为：弹簧元件(64)为一个扭转弹簧。

7.根据权利要求1或2所述的电保护开关装置，其特征为：承接体(60)具有可以改变弹簧机构(64)的预应力的机构。

8.根据权利要求7所述的电保护开关装置，其特征为：所述机构构成为用于容纳扭转弹簧的一个弹簧臂端部的支座。

9.根据权利要求1或2所述的电保护开关装置，其特征为：断路单元仅仅是通过粘接被固定于壳体(12)中。

10.根据权利要求1或2所述的电保护开关装置，其特征为：壳体(12)由热固性塑料制成。

11.根据权利要求1或2所述的电保护开关装置，其特征为：承接体(60)所具有的轴向长度，大于衔铁(62)的包括其移动行程在内的长度。

12.根据权利要求2所述的电保护开关装置，其特征为：衔铁(62)在其下部分(MA1)中以及承接体(60)在其为下部分(MA1)导向的上部分(I₁)中彼此匹配地这样构成，即衔铁(62)不可转动地在承接体(60)中被导向。

13.根据权利要求1或2所述的电保护开关装置，其特征为：该电保护开关装置是电机保护开关。