CN1826847A - 用于插入式单元的锁定和分离机构 - Google Patents
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Abstract
一种插入式单元组件，其包括盒体(1)和设置成装接在其中的插入式单元(2)，并且锁定装置(4，5)具有锁定位置和解锁位置。插入式单元(2)包括设置成可枢转以便绕着枢转轴线(9)转动的把手装置(3)。把手装置(3)具有锁定装置(4，5)的正常位置和释放位置，把手装置(3)转动到锁定装置的释放位置可致使锁定装置(4，5)移动到释放位置。把手装置(3)还具有插入式单元的分离位置，由此，把手装置(3)从锁定装置的锁定位置转到插入式单元的分离位置可使插入式单元(2)从盒体(1)向外移动预定的距离(D)。
Description
技术领域
本发明涉及用于插入式单元的锁定和分离机构。
背景技术
插入式单元通常用在电气工程中。插入式单元组件包括盒体和设置成装接在其中的插入式单元。插入式单元包括电气元件和相关的连接器，当插入式单元被装接在其盒体中时，该相关的连接器被设置成便于与安装在盒体中的相应配套连接器相连。安装在插入式单元中的电气元件例如可以是仪表用变压器。
在插入式单元组件中，众所周知的是，可使用设置成将插入式单元固定不动地锁定在盒体上的锁定装置。
在已知的插入式单元组件中，由于插入式单元的连接器与盒体的配套连接器之间的高的接触力，因此使得插入式单元与盒体相分离很困难。以前，人们试图通过在插入式单元中安装把手以帮助取出来解决这个问题，把手也用作插入式单元锁定装置的一部分。这种设置的问题在于当将插入式单元插入盒体中时，必须将所述的把手保持在释放位置上，即，能够使插入式单元从盒体中取出的位置上。在插入式单元中，这种把手使将插入式单元安装到盒体中的过程变得复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种克服上述问题的插入式单元组件。借助一种具有独立权利要求的特征部分所述的插入式单元组件可实现本发明的该目的。在从属权利要求中描述了优选实施例。
本发明基于使得插入式单元设置有把手装置，将该把手装置转到使得插入式单元分离的位置可以将该插入式单元从盒体略微向外推出。
本发明的插入式单元能够降低使得插入式单元与盒体分离所需要的力。
附图说明
下面将参考附图详细描述本发明的优选实施例，在附图中：
图1a到1c示出了从斜前方看到的根据本发明实施例的插入式单元组件；
图2a示出了从斜后方看到的图1a到1c的插入式单元组件的插入式单元；
图2b示出了图2a的插入式单元锁定装置的放大图；
图3a和3b图示了当使用图2a的插入式单元时，用把手装置打开锁定装置；
图4a和4b图示了当使用图2a的插入式单元时，用把手装置打开锁定装置并将插入式单元从盒体中取出；和
图5a和5b示出了把手装置实现插入式单元从盒体向外移动所依据原理的简化图。
具体实施方式
图1a到1c示出了根据本发明实施例的插入式单元组件，其包括盒体1和插入式单元2。在插入式单元2中，把手装置3安装成可绕枢转轴线转动，并且把手装置3包括松释把手6。在图1a中，插入式单元2的把手装置3处于正常位置，在图1b中，其处于锁定装置的释放位置，在图1c中，处于使得插入式单元分离的位置。在此，松释把手6相对于其正常位置的角度用符号Φ表示。与松释把手6的正常位置相比较，在锁定装置的解锁位置，松释把手6处于角度Φ＝α2，在使得插入式单元分离的位置，处于角度Φ＝β2。
在图1a到1c的实施例中，把手装置3可枢转，以便基本上绕着平行于插入式单元2前表面的平面的轴线旋转。该枢转轴线9水平地设置并且基本上位于插入式单元2的矩形前表面的中间。将松释把手6设计成基本上成U形，从而枢转轴线9穿过该U形的开口端。
插入式单元2包括电气元件，例如仪表变压器。插入式单元2还包括所述电气元件的连接器，当插入式单元2被装接在其盒体1中时，该连接器与安装在盒体1中的相应配套连接器相连。
在图1a中，插入式单元2的把手装置3处于正常位置，也就是处于组件正常使用过程中它们所保持的位置。当把手装置3处于正常位置时，松释把手6位于基本上平行于插入式单元2前表面平面的平面上。在此，插入式单元2的前表面指的是在插入式单元组件的正常使用中，也就是当将插入式单元2插入盒体1中的情形下插入式单元2保持可见的表面。当把手装置3处于正常位置时，插入式单元2被锁定在盒体1中，并且插入式单元2的连接器与盒体的配套连接器相连。
参照图1b当将松释把手6从其正常位置转到锁定装置的解锁位置时，插入式单元2不再被锁定在盒体1中。在根据图1b的情形下，反作用于插入式单元2从盒体1中取出的力的大部分是由插入式单元2的连接器与盒体1的配套连接器之间的接触力引起的。
在图1c中，使得松释把手6转动以便相对于松释把手6的正常位置具有角度Φ＝β2，插入式单元的把手装置3处于使得插入式单元分离的位置。如图1c所示，将把手装置3转到使得插入式单元分离的位置，这致使插入式单元2从盒体1向外移动一距离D。
当设计该组件时，优选地选择距离D的长度，从而使得一旦插入式单元2从盒体1向外移动距离D，插入式单元2和盒体1的连接器不再彼此相连。因此，除了别的以外，距离D还取决于插入式单元2和盒体1的连接器的尺寸，并且例如可以是6mm左右。
图2a示出了与盒体1分离的、如图1a到1c中示出的插入式单元组件的插入式单元2。图2b示出了图2a的插入式单元2锁定装置的放大图。插入式单元2的锁定装置包括锁部件4和使用该锁部件的装置5。
锁部件4设置有弹簧装置(未示出)。在图2a和2b中，锁部件4处于其最外的工作位置，只要将锁部件4从所述最外工作位置向内推，所述弹簧装置有助于使得该锁部件4复位。在此，将锁部件4向内推指的是将锁部件4相对于插入式单元2向内移动，也就是远离于盒体1。在图示实施例的情况下，作为整体的锁部件4和使用该锁部件的装置5沿基本上平行于插入式单元2的前表面平面的方向向内压。插入式单元2的锁部件4设置成与安装在盒体1中的对应锁部件部分(未示出)相配合。
在图2a到3b中示出的插入式单元的锁部件4的形状和动作类似于建筑物的门中使用的碰簧销。锁部件4具有倾斜的后表面和基本上平的前表面。在此，将锁部件4的前表面定义为更接近于插入式单元2的上述前表面的表面。相应地，锁部件4的后表面是比锁部件4的前表面离插入式单元2的前表面更远的表面。
当将插入式单元2向盒体1内部推动预定距离时，锁部件4的后表面与安装在盒体1中的对应锁部件部分相连。锁部件4的后表面是倾斜的，从而其与对应锁部件部分相配合，以便当插入式单元2被连续地推进盒体1中时，使锁部件4开始向内缩进。当继续将插入式单元2推进盒体1中时，实现了这样的情况，即锁部件4已越过对应锁部件部分的位置，由此锁部件4的弹簧装置将锁部件4朝着其最外工作位置向外推。在对应锁部件部分的后面将锁部件4向外推使得插入式单元2被锁定在盒体1中。锁部件4的锁定位置优选为基本上与锁部件4的最外工作位置相同，也就是插入式单元2与盒体1分离时锁部件4所处的位置。
在本发明的插入式单元组件中可以有一个或更多个锁部件4。在根据附图中示出的实施例的插入式单元2中，锁部件4在插入式单元2的两侧上。可选择的，可以这样构造成本发明的组件，即，在盒体1中设置至少一个锁部件4，将所述对应锁部件部分设置在插入式单元2中。
在本发明的插入式单元组件中，可以使用把手装置3来打开将插入式单元2锁定在盒体1中的锁定装置。图3a到4b图示了使用把手装置来打开锁定装置。
在图示的实施例中，对于每个锁部件4，锁定装置包括使用该锁部件的装置5，该装置5包括从插入式单元2前表面的方向看基本上呈三角形的部分，该三角形的顶点从插入式单元2指向外。使用锁部件的装置5可以如图示实施例中一样与锁部件4成为整体，或者它们可以是单独的部件。
在图3a中，将把手装置3的松释把手6相对于松释把手6的正常位置转动角度α1。在这种情况下，把手装置3的接合装置7与使用该锁部件的装置5相连。角度α1可以例如在范围0°≤α1＜45°内。把手装置3的接合装置7包括两个相对于松释把手6大致位于把手装置的枢转轴线9相反侧上的凸起。因此，在某种程度上说，接合装置7构造成了位于U形松释把手的端部处的延伸部分。
当转动松释把手6时，接合装置7在基本上垂直于插入式单元2前表面的平面上移动。当将把手装置3的松释把手6转到其相对于其正常位置的角度Φ大于α1的位置时，把手装置3的接合装置7与使用锁部件的装置5的倾斜部分相连，从而使得使用锁部件的装置5和锁部件4整体地向内移动。当松释把手6的角度在α1＜Φ＜α2范围内时，当转动松释把手时，使用锁部件的装置5移动。接合装置7和使用锁部件的装置5的移动发生在彼此垂直的平面上。由锁部件4和使用锁部件的装置5所构成的组件的移动相对于把手装置的枢转轴线9是基本平行。
当松释把手6达到相对于其正常位置其角度Φ是α2的位置时，锁部件4达到其解锁位置，在此位置处锁部件4不妨碍插入式单元2从盒体1中取出。角度α2大于角度α1。优选的是，角度α2小于90°，以便使得当松释把手处在相对于其正常位置成90°角度时，可以将插入式单元2从盒体1中取出。为了便于使得插入式单元2分离，优选地选择角度α2显著小于90°，例如角度α2可以在20°≤α2≤45°的范围内。
角度α2和α1之差例如可以在3°≤α2-α1≤30°的范围内。如果角度α2和α1之差太小，当插入式单元2的锁定被解锁时，接合装置7和使用锁部件的装置5可能会承受不必要的高应力。
优选的是，把手装置3设置成便于将锁部件4推到稍微深于打开锁定所需要的深度。换句化说，把手装置3优选为设置成当转角Φ稍微大于α2时继续向里推动锁部件4。这确保了该锁定装置在所有情况下所希望的操作。
当松释把手6的转角Φ大于或等于β1，并且在角度Φ增加的方向继续转动松释把手时，把手装置3从盒体1向外推动插入式单元2。角度β1优选大于或等于角度α2，也就是说只有当插入式单元2相对于盒体1的锁定被完全解除时，松释把手6的转动优选开始将插入式单元2推出盒体1。
图4a和4b示出了将把手装置3转到分离插入式单元的位置的情形，在此情形下松释把手6的角度Φ相对于其正常位置是β2。在图4a和4b中，接合装置7的最外端比在图3a和3b中离插入式单元2的后表面更近。借助接合装置7位置的这种变化来实现插入式单元2的移动。在图5a和5b中，以简化的方式示出了接合装置7实现插入式单元2从盒体1向外移动所依据的原理。
在图5a和5b中，由线段来表示松释把手6和接合装置7，用垂直的壁表示安装在盒体1中并设置成与接合装置7相配合的支撑装置8。图5a和5b示出了从把手装置3的枢转轴线9的方向看到的插入式单元2的推出。在这个简化的例子中，松释把手6的正常位置平行于构造成支撑装置8的壁。由于用同样的线段表示松释把手6和接合装置7的组合，因此它们相对于构成支撑装置8的壁的角度是相等的。
图5a示出了将插入式单元2安装在盒体1中其正常工作位置，并且松释把手6处于其相对于其正常位置的角度Φ是β1的情形。在此情形下，把手装置3的接合装置7与安装在盒体1中的支撑装置8相连，枢转轴线9与支撑装置8的距离是Lβ1。
当角度Φ大于或等于β1但小于β2，并且朝着角度Φ继续增大的方向转动松释把手6时，把手装置3的接合装置7与安装在盒体1中的支撑装置8相配合，以使插入式单元2从盒体1向外推出。
图5b示出了松释把手6已达到使得插入式单元分离的位置，其相对于其正常位置的角度Φ是β2的情形。在此情形下，把手装置3的枢转轴线9与支撑装置8的距离是Lβ2。由于枢转轴线9相对于插入式单元2是固定的，并且支撑装置8固定地安装在盒体1中，因此插入式单元2与其正常工作位置相比从盒体1向外延伸的距离等于距离Lβ2与距离Lβ1之差。
当通过接合装置7将插入式单元2从盒体1向外推时，在图5a和5b的例子的情况下，枢转轴线9相对于支撑装置8的距离L可以用以下公式来表示，
L＝L7·sinΦ
其中L7是接合装置7的端部与枢转轴线9的距离。接着，当将松释把手6从其正常位置转到使得插入式单元分离的位置时，插入式单元2从盒体1向外延伸的距离D由以下公式获得。
D＝L7·(sinβ2-sinβ1)
在图5a和5b中示出的例子的情况下，由于把手装置3利用杠杆臂，所以将松释把手6转到使得插入式单元分离的位置可减小插入式单元2的分离所需的力。为了使得把手装置3以所希望的方式如杠杆臂一样操作，使得插入式单元2分离的人抓住松释把手6的位置必须比与支撑装置8相连的接合装置7的端部离把手装置3的枢转轴线9远得多。使得插入式单元2分离的人抓住松释把手6的位置相对于枢转轴线9的距离在图5a和5b中用L6表示。
在根据本发明的这种插入式单元组件中，其中把手装置3可枢转，以便以基本上绕着平行于插入式单元2前表面的平面的轴线转动，从而在附图中示出的实施例中，角度β2可以在β1＜β2≤180°的范围内显著变化。在附图中示出的实施例的情况下，β2大约是90°。当设计该组件时，为了使得转动松释把手6所需的力足够小，角度β2和β1之差优选选择为足够大。
对于本领域普通技术人员来说，如何由把手装置3和支撑装置8的结构和布置来确定角度β1和β2的数值是很明显的。如何由把手装置3和锁定装置的结构和布置来确定角度α1和α2的数值也是很明显的。
在本发明的插入式单元组件中，即使没有将把手装置3转到分离插入式单元的位置，也能够将插入式单元2从盒体1中取出。换句话说，插入式单元可以在φ≥α2时被分离。
如果目的是使得取出插入式单元2所需的力最小化，那么从盒体中取出插入式单元2之前，可将把手装置3转到使得插入式单元分离的位置。在β2＞90°的组件中，可以通过将松释把手6先转动到角度β2使插入式单元2和盒体1的连接器彼此分离，然后将松释把手6稍微向后转动从而使得该松释把手以有利的取出角将插入式单元2取出，在附图中示出的代表性组件的情况下，该有利的取出角是90°左右。
在附图中示出的实施例中，当把手装置3处于其正常位置时，可以将插入式单元2插入盒体1中。在这个情况下，由于在插入式单元2的前表面可以没有阻碍地推动插入式单元2，并且把手装置3没有使推动复杂化，因此将插入式单元2插入盒体1中很容易。
按照上述方式包括松释把手6和接合装置7的把手装置3优选为一体地成型。把手装置3例如可以由塑料材料制成。
对本领域技术人员来说，可以以多种方式实施本发明的基本构思。因此本发明和其实施例并不限于上面的例子，而是可以在权利要求的范围内变化。
Claims (13)
1、一种插入式单元组件，其包括盒体(1)和设置成装接在其中的插入式单元(2)，该插入式单元(2)包括至少一个具有至少一个连接器的电气元件，该盒体(1)包括至少一个设置成当将插入式单元(2)装接在盒体(1)中时与所述插入式单元(2)中的连接器相连的连接器，该插入式单元组件还包括具有锁定位置和解锁位置的锁定装置(4，5)，当将插入式单元(2)装接在盒体(1)中并且锁定装置(4，5)处于锁定位置时，插入式单元(2)被锁定成相对于盒体(1)基本上不可移动，当锁定装置(4，5)处于解锁位置时，插入式单元(2)可与盒体(1)分离，该插入式单元(2)包括把手装置(3)，该把手装置(3)设置成可枢转以便绕着枢转轴线(9)转动并且包括设置成便于把手装置(3)绕着枢转轴线(9)转动的松释把手(6)，该把手装置(3)具有对于锁定装置(4，5)的正常位置和释放位置，当插入式单元(2)被锁定在盒体(1)中时，把手装置(3)转动到对于锁定装置的释放位置使得锁定装置(4，5)移动到解锁位置，其特征在于，该把手装置(3)也具有使得插入式单元分离的位置，把手装置(3)从对于锁定装置的释放位置进一步转动到该使得插入式单元分离的位置可使得插入式单元(2)从盒体(1)向外移动一预定的距离(D)，并且所述锁定装置(4，5)包括至少一个设置有弹簧装置的可移动锁部件(4)和至少一个使用该可移动锁部件的装置(5)，该装置(5)设置成以借助移动该使用该锁部件的装置(5)从而使得锁部件(4)移动的方式与该锁部件(4)一起动作，并且所述至少一个锁部件(4)与所述至少一个使用该锁部件的装置(5)形成为一整体，并且由该锁部件(4)和所述使用该锁部件的装置(5)构造成的所述组件设置成可大致平行于该把手装置的枢转轴线(9)移动。
2、如权利要求1所述的插入式单元组件，其特征在于，在对于锁定装置的释放位置，松释把手(6)绕着枢转轴线(9)相对于其正常位置转动一预定的第一角度(α2)，并且在使得插入式单元分离的位置，松释把手(6)绕着枢转轴线(9)相对于其正常位置转动一预定的第二角度(β2)。
3、如权利要求1或2所述的插入式单元组件，其特征在于，所述的预定距离(D)足以使得插入式单元(2)中的所述连接器与盒体(1)中的相应连接器分离。
4、如前面任何一项权利要求所述的插入式单元组件，其特征在于，所述至少一个锁部件(4)设置在插入式单元(2)中，该锁部件(4)的对应锁部件部分设置在盒体(1)中。
5、如权利要求4所述的插入式单元组件，其特征在于，把手装置(3)包括设置成与该使用所述至少一个锁部件的装置(5)相配合的接合装置(7)，以便用于移动相应的至少一个锁部件(4)。
6、如权利要求5所述的插入式单元组件，其特征在于，该盒体(1)包括设置成与接合装置(7)相配合的支撑装置(8)，以便当把手装置(3)转到该使得插入式单元分离的位置时，将插入式单元(2)从盒体(1)向外移动预定的距离(D)。
7、如前面任何一项权利要求所述的插入式单元组件，其特征在于，该枢转轴线(9)大致平行于插入式单元(2)的前表面的平面。
8、如前面任何一项权利要求所述的插入式单元组件，其特征在于，当把手装置(3)处于其正常位置时，松释把手(6)位于大致平行于插入式单元(2)的前表面平面的平面上。
9、如权利要求2到8中任何一项权利要求所述的插入式单元组件，其特征在于，所述预定的第一角度(α2)大于或等于15°但小于或等于45°，并且所述预定的第二角度(β2)大于所述预定的第一角度(α2)但小于或等于180°。
10、如权利要求2到9中任何一项权利要求所述的插入式单元组件，其特征在于，所述预定的第二角度(β2)与所述预定的第一角度(α2)之差大于或等于45°。
11、如前面任何一项权利要求所述的插入式单元组件，其特征在于，该松释把手(6)基本上成U形，并且枢转轴线(9)穿过该U形的开口头部。
12、如权利要求11所述的插入式单元组件，其特征在于，把手装置(3)的接合装置(7)包括两个凸起，该两个凸起设置在U形松释把手(6)的相应端部，并且大致位于相对于松释把手(6)的把手装置的枢转轴线(9)相反侧。
13、如前面任何一项权利要求所述的插入式单元组件，其特征在于，该组件设置成当把手装置(3)处于其正常位置时，插入式单元(2)可插入到盒体(1)中。
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