CN1302502C - 故障电流保护开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种FI或DI保护开关(12)，它包括一个外壳(11、14)和一个测试按钮(1)，该测试按钮在外壳内与用于按钮复位的弹性件(7、7′)共同工作，为了简化装配和保持保护开关(12)各导电部分之间所需要的漏电距离和空气隙，本发明的弹性件(7、7′)优选与测试按钮(1)一样用塑料制成。

Description

故障电流保护开关

技术领域

本发明涉及一种故障电流( fault current( I)简称为FI)保护开关，它包括一外壳和一测试按钮，该测试按钮在外壳内部与用于按钮复位的一个弹性件共同工作。在这里，故障电流保护开关或FI保护开关也指的是差动电流( differential current( I)简称为DI)保护开关。

背景技术

故障电流保护开关或FI保护开关用于确保防止电气设备中有危险的电流流过人体。例如当人体接触电气设备导电部分时便产生这种流过人体的电流。故障电流(或还有差动电流)作为流过人体的电流经人体流入地面。用于防止危险电流流过人体的保护装置在超过所谓的断开故障电流时，可靠和迅速地将有关的电路与电网分开。

例如由DE 19634439A1和DE 19513029A1已知此类FI保护开关的结构和工作方式。FI和DI保护开关按类似的方式由三个组件构成。在总电流互感器(一个电网(Leiternetz)的全部导电体均通过其互感器铁心导引)的次级绕组内，在故障电流的情况下感应出一个电压信号，它控制一个通过一个释放回路电子装置或切断电路与次级绕组连接的断电器。然后断电器操纵一开关机构，借助它断开所述电网的导体。在这里，FI保护开关的切断电路仅电感地通过总电流互感器与所述电网耦合。因此FI保护开关与电源电压无关地从故障电流本身提取为断路所需的电能，而在DI保护开关中则与电源电压有关地借助一放大器电路实施断开，此放大器电路与所述电网电流连接。

此外，FI保护开关为了检验其使用或功能的备用状况具有一测试按钮，在操纵测试按钮时在保护开关内闭合一接触部位并构成一测试电路。此测试电路模拟在总电流互感器内的一个故障电流，并因此通过断路器和开关机构断开保护开关的主触头。

其按钮头从绝缘材料外壳伸出的测试按钮为了能复位通常在设备内部或外壳内部与弹性的接触件连接。例如由德国专利文献DE 4011680A1已知为此设扭转弹簧或弹簧片。

由德国专利文献DE 4420767A1已知，在这种测试按钮装置中，除了一个起活动触头作用的板簧外，还设有一螺旋弹簧以及除此之外设有一与该螺旋弹簧连接的接触压簧。尤其在单个螺旋弹簧的弹簧作用不足以使测试按钮复位时就要这样配备一个接触压簧。

由德国专利文献DE 19912416A1已知使用一个带有两个弹簧脚的螺旋状压力弹簧，其中一个弹簧脚支承在测试按钮的按钮头上。

这些已知的测试按钮装置的缺点一方面是在组装FI保护开关时按钮的装配比较困难。另一方面尤其在开关外壳或开关设备内部空间状况拥挤时，由于使用了金属的弹簧零件，可能会缩短漏电距离和空气隙，并因而不再能在保护开关设备内保持导电和带电部分之间的漏电距离和空气隙。

发明内容

因此本发明所要解决的技术问题是提供一种FI保护开关，它能克服上述缺点。尤其应提供一种FI或DI保护开关，它有一个即使在拥挤的空间状况下也能方便地装配的测试按钮装置。

上述技术问题通过这样一种故障电流保护开关来解决，它包括一个外壳和一个测试按钮，该测试按钮在外壳内与一个用于按钮复位的塑料弹性件共同工作，按照本发明，所述测试按钮具有一个按钮头和一个成形在按钮头上的框状按钮杆，该按钮杆中至少部分容纳所述弹性件，该框状按钮杆中还容纳有一穹顶状的作为该弹性件的止挡的外壳轮廓。

按一种相宜的设计，弹性件成形在相宜地同样用塑料制的测试按钮上。因此总体上按这样的方式设计塑料测试按钮，即，使此测试按钮的个别几何结构可以支承在一个位于外壳内部的外壳部分上或一个相应的外壳轮廓上并由此实现弹性效果。在这里，此弹性件本身可设计为蛇曲状或L状。因为这样一来只须使用一个不带金属导电部分的单个塑料件，所以在保护开关组装时提供了测试按钮一种特别简单的可装配性。

在一种优选为L状的测试按钮中，按钮的一个L状边构成按钮杆，该按钮杆则可移动运动地贴靠在一个外壳壁上。第二个L状边除了原本的按钮头外至少构成一个支承肩，在最终装配状态，该支承肩贴靠在一个横向于外壳壁延伸的外壳横臂上。这个带有一个用于接钮头的横臂缺口的外壳横臂因此构成在外壳内部的一个用于测试按钮的止挡。

按一种特别有利的设计，测试按钮借助一可移动运动的卡锁连接装置固定在外壳内。为此特别适用的是一个带有成形在侧面的卡钩或卡锁元件的穹顶状外壳轮廓，卡锁元件扣住按钮杆上与卡锁元件相配置的那个框侧。为便于装配，卡锁元件上制有引入斜面，相应的框侧可滑过它们以构成卡锁连接。

在带有蛇曲状弹性件的实施形式中，弹性件的弹簧圈相宜地大体横向于下面也称为杆框的按钮杆的两个彼此对置的框纵向侧延伸。在这里相宜地将弹性件的其中一个弹簧端成形在测试按钮的按钮头区域内，而弹性件的另一个弹簧端实际上可以在杆框内部自由运动。此可运动的弹簧自由端当测试按钮处于已装入外壳中的最终装配状态时支靠在一个相宜地处于杆框内部的外壳轮廓上。

对于弹性件的L状设计，其中一个L状边，优选地是弹性件比较短的那个弹簧边，成形在按钮头上背对按钮杆的那个端侧。而另一个比较长的L状边不再与测试按钮连接的边自由端，同样相宜地终止在杆框内部，并在那里优选贴靠在穹顶状外壳轮廓上面朝按钮头的上侧。在这种方案中弹簧作用由此实现，即，当测试按钮下压时两个L状边之间的角度减小，并在这种情况下在此弹性件内加入一定的弹簧预紧力。然后在松开测试按钮时由于预紧力而释出弹簧力，并将测试按钮压回其原始位置，在此过程中外壳轮廓用作弹性件的支座。

带有蛇曲状弹性件的测试按钮的作用方式与之类似，在这里当测试按钮下压到外壳内时，各弹簧圈之间的距离缩小并由此产生将测试按钮复位到其原始或静止位置所需的弹簧预紧力。

采用本发明获得的优点主要是，由于为使FI或DI保护开关的一个测试按钮复位使用了一种塑料弹簧，一方面获得了一种较高的预制程度；另一方面，由于测试按钮和弹性件的一体式结构，减少了组装FI保护开关时需要制备的零件数量。由此不只是显著降低了装配费用。确切地说，通过让无论是测试按钮本身还是用于按钮复位的弹性件均仅仅使用塑料件，可以保持前面曾说明的漏电距离和空气隙，因为在此不使用任何附加的会缩短漏电距离或空气隙的金属件。

因此，基于没有设置用于按钮复位的金属件，即使保护开关设备有拥挤的空间状况以及相对于导电部分有小的距离，这种测试按钮和弹性件也能没有困难地安装在实际上任意的位置上。此外，通过一个组合在内的卡扣或卡锁作用，可以显著简化装配，因为无需安装附加的弹簧及此弹簧的预紧装置。

附图说明

下面借助附图所示实施方式进一步说明本发明，附图中：

图1在透视图中表示一个测试按钮和成形在它上面的L状弹性件；

图2用局部透视图表示一个FI保护开关的半壳和已卡扣住的图1所示测试按钮；

图3在与图1相应的视图中表示带有蛇曲状弹性件的测试按钮的另一种设计；

图4表示图3所示测试按钮带有成形在框侧的用于滑动接点的支承板。

在所有的附图中彼此对应的部件采用相同的附图标记。

具体实施方式

在附图中表示的测试按钮1具有一个起操纵按钮作用的按钮头2和一个成形在该按钮头上的框状按钮杆3。在这里总体上设计为L状的测试按钮1用塑料制造。其中第一个L状边1a构成下文也称杆框的按钮杆3，而另一个与之大体成直角延伸的第二个L状边1b带有按钮头2并构成支承肩2a、2b。

在由支承肩2a、2b构成的支承肩轮廓上成形有与之成直角延伸以及彼此对置的支承腹板4a或4b。这些与测试按钮1的一个在支承肩2a、2b之间延伸的按钮壁5一起构成一个大体上U形的安装腔6的支承腹板4a和4b，过渡到按钮杆3上与它们大体成直角延伸的框纵向腹板3a或3b。

一个总体上为L状的弹性件7的一个较短的L状弹簧边7a延伸到安装腔6内，它的另一个较长的L状边7b自由端侧则延伸到杆框3中。在这里，比较长的L状弹簧边7b的长度由测试按钮1带有按钮头2的那个L状边1b的长度决定或限制。

与测试按钮1一样，弹性件7用塑料制造。弹性件7在位于两个支承肩2a和2b之间区域内背对测试头2的按钮壁5的下侧，其比较短的L状边7a在其自由端或端侧成形在测试按钮1上。由此构成一个总体上用塑料制的一体的测试按钮-弹簧部分1、7。

在与测试按钮1的按钮头2相对的框横侧上，杆框3通过一个在两个框纵向腹板3a和3b之间延伸的框横向腹板3c来封闭，由此限定出一个开口的框内腔8，在图1中，在此框内腔8内示出了一个外壳部分或外壳轮廓9。弹性件7长的L状边7b的边自由端10支承在此外壳轮廓9上。

由图2可见，此外壳轮廓9相宜地有一矩形或正方形外壳的顶。该外壳顶9在外壳内部成形在FI或DI保护开关12中的其他没有在图中进一步表示的双壳式器件的其中一个半壳的外壳壁11上，并伸入外壳内腔13中。所述半壳由外壳壁11以及一个成形在此外壳壁11边侧上并相对于它横向延伸的外壳横臂14构成，外壳横臂14代表此保护开关12的外壳上侧或操纵侧。

在外壳横臂14中制有一缺口15，在测试按钮1在外壳11、14内的最终装配状态，此缺口被本实施方式中为长方六面体状的操纵按钮并因而被按钮头2向外穿过。在这里，在测试按钮处于图2所示的最终装配状态下，测试按钮1的支承肩2a和2b贴靠在构成横臂缺口15边界的外壳横臂14的内侧上。

通过短的L状弹簧边7a成形在测试按钮1上的弹性件7，以其长的弹簧边7b的边自由端10在外壳轮廓9面朝按钮头2的上侧贴靠在此外壳轮廓9上。

当压下测试按钮1时，成形在其上的弹性件7被预紧，此时弹性件7短的L状边7a与长的L状边7b之间的夹角减小。在这里，测试按钮1沿杆的纵向16移入开关12外壳内，与此同时，一个大体平行于框横向腹板3c延伸以及装在外壳内部的杆状金属丝弓或接触弓17，在其与测试按钮1共同工作的自由端上被操纵。这个被一个成形在按钮杆3的其中一个框纵向腹板3b上的定位凸起18搭扣住的金属丝弓17，构成保护开关12内部真正的测试触点。

为了简化测试按钮1在半壳11内的安装，设有一卡锁或卡扣连接装置。它通过两个成形在穹顶状外壳轮廓9相对置两侧的卡锁元件或止动钩19a和19b实现。在锁止状态它们扣住按钮杆3分别面朝着它们的框纵向侧3a或3b。此外，卡锁元件19a、19b设计有引入斜面20，它们便于测试按钮弹跳开。

无论在压下测试按钮还是在释放测试按钮1(由此使测试按钮1基于在弹性件7内施加的弹簧预紧力在弹性件7的弹簧力作用下恢复到图2中表示的初始位置或静止位置)时，卡锁元件19a、19b均构成一种移动导引装置。在这种情况下测试按钮1构成按钮杆3的L状边1a沿杆纵向1b在外壳壁11上滑动。

在按图3和4的实施形式中，测试按钮1的结构与按图1和2的实施形式基本相似。例如测试按钮1仍设计为L状，其中在依然敞开的杆槽3中容纳有一外壳轮廓9′。在此方案中为蛇曲状的弹性件7′以其可在杆框3内部沿杆纵向16运动的弹簧自由端21支承在此外壳轮廓9′上。

蛇曲状弹性件7′同样是一个成形在测试按钮1上的塑料件，从而仍构成一个塑料制的一体式测试按钮-弹簧部分1、7′。为此，弹性件7′与弹簧自由端21相对的弹簧连接端22，在测试按钮1处于与框横向腹板3c相对位置的在按钮头一侧的端部处，成形在测试按钮1上。这种成型连接(Formverbindung)在这里位于杆框3在按图3和4的视图中为左方的框纵向腹板3b面朝按钮壁5的腹板端23上。在此实施形式中设计为板的按钮壁5，仍为了构成支承肩2a和2b，从按钮头2总体上同样为长方六面体状的操纵按钮24，侧向沿杆框3的整个框宽3c伸出。在这里，蛇曲状弹性件7′的弹簧圈25数量，在考虑到用于测试按钮1复位所需要的弹簧力的情况下，和框状按钮杆3的杆长L相匹配。

在按图3的实施形式中，在按钮框3的框横向腹板3c上仍成形有一定位凸块18，而在按图4的实施形式中在此位置设一支承板26。在此成形在按钮杆3上的支承板26上有一大体帽状的曲拱形滑动接点27，它的滑动接触面27a和27b从支承板27表面伸出，伸入外壳内腔13中。该板簧式滑动接点27在那里借助一个塑料的成型接片28固定，此曲拱形滑动接点27的拱顶外侧支靠在支承板25上。

滑动接点27在测试按钮1(类似于按图1和2所示实施形式的运动过程)沿杆纵向16被压下时用于构成测试接触点。这种滑动接点的设计特别适用于一种所谓的触点对，在这种触点对中本身没有供测试按钮1复位用的弹簧作用。

带有一体成型的弹性件7、7′的测试按钮1的塑料结构，即使在外壳内腔13内只能提供小的安装空间以及离导电部分只有小的间距仍能顺利地就位。此外，在外壳壁11与测试按钮1之间借助于在本实施方式中通过卡锁元件19a和19b实现的卡锁连接所集成的卡扣功能，使得在将测试按钮1安装在保护开关外壳11、14中时并因而在保护开关12整体组装时能特别简单地进行装配。通过用塑料来制成供在保护开关的功能测试中被操纵后的测试按钮复位用的所述弹性件7、7′，即使在FI或DI保护开关12外壳11、14内拥挤的空间状况下也能可靠地保持必需的漏电距离和空气隙。

Claims (8)

1.一种故障电流保护开关(12)，它包括一个外壳(11、14)和一个测试按钮(1)，该测试按钮在外壳内与一个用于按钮复位的塑料弹性件(7、7′)共同工作，其特征在于：所述测试按钮(1)具有一个按钮头(2)和一个成形在按钮头上的框状按钮杆(3)，该按钮杆中至少部分容纳所述弹性件(7、7′)，该框状按钮杆(3)中还容纳有一穹顶状的作为弹性件(7、7′)止挡的外壳轮廓(9)。

2.按照权利要求1所述的故障电流保护开关，其特征在于：所述弹性件(7、7′)成形在塑料制的测试按钮(1)上。

3.按照权利要求1或2所述的故障电流保护开关，其特征在于：所述弹性件(7、7′)设计为蛇曲状或L状。

4.按照权利要求1或2所述的故障电流保护开关，其特征在于一个L状的测试按钮(1)，它的一个构成按钮杆(3)的L状边(1a)可移动运动地贴靠在外壳壁(11)上，而它的另一个构成支承肩(2a、2b)的L状边(1b)则贴靠在一个横向于外壳壁(11)延伸的外壳横臂(14)上，该外壳横臂上有一个被测试按钮(2)穿过的横臂缺口(15)。

5.按照权利要求1或2所述的故障电流保护开关，其特征在于：所述测试按钮(1)借助一个可移动运动的卡锁连接装置(3a、19a；3b、19b)固定在外壳(11、14)内。

6.按照权利要求1或2所述的故障电流保护开关，其特征在于：在外壳轮廓(9)上成形至少一个卡锁元件(19a、19b)，它搭扣在一个面朝它的框侧(3a、3b)上。

7.按照权利要求6所述的故障电流保护开关，其特征在于：所述卡锁元件(19a、19b)有一个引入斜面(20)。

8.按照权利要求1或2所述的故障电流保护开关，其特征在于：在测试按钮(1)端侧成形有一用于接触弓(17)的定位凸起(18)或成形有一用于一滑动接点(27)的支承板(26)。

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