CN103247463B - 用于电气开关设备的开关单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电气开关设备（100）、尤其电气断路器的开关单元（10），具有带有开关机构（22）的开关锁（20）和转子壳体（30），该转子壳体（30）具有布置在转子壳体（30）中的触头臂（32），该触头臂（32）用于在转子壳体（30）绕着转动轴线（R）转动时断开和闭合触头（34），其中至少一个连杆装置（40）在其上端部（42）上与所述开关机构（22）作用连接，并且在其下端部（44）上通过连接销（50）与所述转子壳体（30）的侧面（30a、30b）作用连接。

Description

用于电气开关设备的开关单元

技术领域

本发明涉及一种用于电气开关设备、尤其电气断路器的开关单元。此外本发明还涉及一种电气开关设备，尤其电气断路器。

背景技术

用于电气开关设备的开关单元以及这种电气开关设备基本上是已知的。其通常具有带有开关机构的开关锁和转子壳体。正如所知，开关机构与转子壳体连接，从而可以实现在转子壳体绕着转动轴线转动时布置在所述转子壳体中的触头臂用于断开和闭合触头。在此所述开关机构通常通过连杆传动机构，例如曲杆，处在与所述转子壳体的机械传动结构中。

对于已知的开关单元存在以下问题，即这种连杆传动机构，尤其曲杆，必须以更可靠的并且机械上更稳定的方式固定在转子壳体上。对于已知的开关单元通常通过贯穿的轴或者贯穿销（所述贯穿销在两侧支承在转子壳体中）实现这种固定。对于已知的开关单元这种连接销横穿所述转子壳体延伸，导致在内部中可能存在连接销和触头臂之间的干涉。这造成，对于已知的开关单元转子壳体必须制造得足够大，来为这种连接销的贯穿提供足够的空间。已知的开关单元的另一个缺点在于，由于连接销的贯穿就需要所述连接销的电气绝缘。已经可由转子壳体提供的电气绝缘，由于连接销的贯穿而被短接，导致必需所述连接销的昂贵的且成本高的单独的电气绝缘。尤其是以这种方式形成公差链，从而在制造这种连接销、相应的转子壳体以及连杆装置时必须遵循特别小的公差范围。这会造成在制造已知的开关单元时其他的成本提高。

发明内容

本发明的任务在于，至少部分地消除电气开关设备中已知的开关单元的以及已知的电气开关设备的以上说明的缺点。本发明的任务尤其在于，提供一种用于电气开关设备的开关单元以及一种电气开关设备，该开关单元能够以成本低廉的且简单的方式在降低成本的情况下实现紧凑的构造型式。

上述任务通过具有权利要求1所述的特征的开关单元以及通过具有权利要求10所述的特征的电气开关设备解决。本发明其他的特征和细节由从属权利要求、说明书和附图表明。在此有关根据本发明的开关单元说明的特征和细节当然也适合根据本发明的电气开关设备并且反之也可，从而关于单个的发明主题的公开内容总是可以相互参照。

根据本发明的开关单元可用于电气开关设备，尤其电气断路器。所述开关单元具有带有开关机构的开关锁和转子壳体。在所述转子壳体内布置有触头臂。所述触头臂用于在所述转子壳体绕着转动轴线转动时断开和闭合触头。所述触头可以区分为可动触头和固定触头。换句话说通过所述开关机构使所述转子壳体绕着转动轴线旋转并且由此借助所述开关机构通过所述触头臂执行触头的断开和闭合。所述开关机构可以为此具有例如开关或者开关手柄，所述开关或者开关手柄可运动地支承在至少两个位置之间，也就是说至少一个闭合位置和一个断开位置之间。

为了实现从所述开关机构到所述转子壳体上的机械的开关信息的传递，对于根据本发明的开关单元设置至少一个连杆装置。所述至少一个连杆装置在其上端部上与所述开关机构作用连接。所述至少一个连杆装置在其下端部上通过连接销与所述转子壳体的一个侧面同样作用连接。对于作用连接在本发明的范围内尤其理解为力传递的连接。这可以构造得可逆或者不可逆，从而尤其使得以后的拆卸也是可能的。所述作用连接用于从所述开关机构到所述转子壳体的力或运动的传递。通过开关机构的单个构件的、尤其开关手柄的运动可以以这种方式通过转子壳体绕着转动轴线的转动实现触头臂的运动。所述连杆装置例如是曲杆，所述曲杆以机械刚性的方式构造。

通过连接销的根据本发明的构造可以非对中地在转子壳体的仅一个侧面上实现所述连杆装置和所述转子壳体之间的作用连接。因此不同于已知的开关单元，所述转子壳体的内部空间没有贯穿的连接销。可以充分利用这个自由空间，因此例如可以将所述触头臂设计得更大。替代地或者附加地也可能的是，可以减小所述转子壳体和由此整个开关单元的必需的几何尺寸。这形成了根据本发明的开关单元的紧凑的构造型式。

此外通过避免贯穿的连接销，显著简化了转子壳体的电气绝缘。于是当所述转子壳体例如由电气绝缘的材料，尤其塑料材料构造时就足够了。由于所述连接销仅布置在所述转子壳体的一个侧面上而不穿过其内部空间，不需要对连接销进行附加的绝缘。在此所述连接销例如可以构造为金属。

所述连接销也可以作为用于所述连杆装置的耦合位置起作用。所述耦合又可以构造为可逆的或者不可逆的。此外用于本发明的连接销既可以作为独立的构件构造，又可以与相邻的构件整体地构造。对此稍后再详细说明。

所述转子壳体也可以构造为封装的极壳。因此这种转子壳体可以是一体或者多体的，以容纳触头臂的包含在该转子壳体中的断开和闭合机构。

可以是优点的是，对于根据本发明的开关单元所述连接销构造为与所述连杆装置和所述转子壳体独立的构件。这种独立的构件尤其在根据本发明的开关单元的应用的灵活性方面是有利的。因此可以按照所述开关单元的预期的应用情况通过替换或者使用不同长度的连接销达到所述开关单元对相应的装配情况的灵活的匹配。所述连接销也可以具有不同的材料或者甚至不同的厚度，从而也可承受不同的机械的负载情况。开关单元于是也可以在不同的电气开关设备中，尤其在不同的极数中灵活地应用。因此这种开关单元通常在具有至少两个极的电气开关设备中应用。当然也可设想具有三个或者四个极的电气开关设备，从而使得一个开关单元不但可以用于仅一个转子壳体的切换，还可以用于不同极的多个相邻的转子壳体的切换。

有利的还是，对于根据本发明的开关单元，销接纳部布置在转子壳体的至少一个侧面上，所述销接纳部构造用于容纳连接销。这尤其对于具有独立的连接销的实施方式是有利的。所述销接纳部可以具有例如连接机构。这尤其是螺纹或者其他的连接机构，可以例如由开口销提供所述连接机构，用于在这种销接纳部之内轴向固定连接销。过盈配合或者其他的配合体系也可用于这种销接纳部。当然也可设想形状锁合机构，从而例如在用于转子壳体的塑料材料的注塑过程中就已经可以实现这种连接销的完全结合。以这种方式根据本发明将开关单元的灵活性与成本低廉的且简单的制造技术联系起来。

另一个优点可以通过这样的方式得到，即对于根据本发明的开关单元，连杆装置在其下端部具有通道结构（Durchzug）。所述通道结构构造用于容纳连接销。对于通道结构也可以理解为连杆装置的弯折的区段。因此所述连杆装置构造为例如基本上平面的，尤其板状的。替代简单的孔可以通过部分拉伸在拉拔工艺（Durchzugverfahren）中产生弯折的区域，所述弯折的区域构造用于容纳连接销。所述通道结构就此提供了外周表面，尤其以柱筒形的方式，其为产生作用连接足够地提供了用于连接销的接触表面。所述通道结构同样可以构造为例如螺纹、快卡元件或者针对连接销的轴向固定而构造为过盈配合。当然在一方面所述连杆装置的这种通道结构与另一方面所述连接销之间的相对转动也可能是有利的。

优选地所述连接销沿着平行于或者基本上平行于转子壳体的转动轴线的轴线延伸。由此通过避免或者基本上完全避免连接销的轴线与转动轴线之间的角度偏移，避免了在所述连杆装置以连杆传动的方式运动时卡住或者引入扭矩。

根据本发明的开关单元可以如下改进，即所述连接销沿着销轴线延伸，所述销轴线布置得与转子壳体的转动轴线相距。以这样的方式排除了连接销的轴线与转子壳体的转动轴线尤其共轴的布置。所述连接销相对于转子壳体的转动轴线尤其非对中地布置。尤其对于具有基本上平面地延展的曲杆的形式，这种实施方式能带来优点。

此外优点在于，对于根据本发明的开关单元在转子壳体的两侧上各一个连杆装置在其上端部与所述开关机构作用连接，并且在其下端部通过连接销与转子壳体的各一个侧面作用连接。换句话说在转子壳体的两侧上设有连杆装置，从而总共设置至少两个连杆装置。所述连杆装置优选相对于所述转子壳体对称地分布。它们尤其形成了单个连杆装置的对称的支撑或者所述开关机构和所述转子壳体之间对称的力传递。这形成了改善的力传递，因为能够在这种力传递中减少或者避免尤其横向于旋转轴线作用在所述转子壳体上的扭矩。以这种方式也提高了使用根据本发明的开关单元的改型可行性，因为在两侧上以优选一致的方式可以以其他转子壳体的形式直接耦合其他极。可以优选以同样根据本发明的方式通过相应的连接销与相邻的转子壳体实现所述耦合。因此可以尤其在根据本发明的开关单元的左侧和右侧耦合各一个其他的转子壳体，从而通过一个单个的开关机构可以切换总共三个极。在使用交流电时对于根据本发明的开关单元这三个极优选是三个相位。

另一个优点也在于，对于根据本发明的开关单元所述连杆装置和/或所述连接销具有至少一个止挡面。所述止挡面构造用于至少沿着一个方向通过在所述开关锁上的止挡限制转子壳体绕着转动轴线的转动。所述在开关锁上的止挡尤其在开关锁的开关锁板上实现。所述开关锁板优选具有基本上平面的延展，尤其以金属板的形式。所述止挡以一种方式实现，从而由所述止挡面提供了转动限制。所述止挡面可以部分在连接销并且/或者部分在连杆装置上构造。尤其对于具有通道结构的连杆装置的实施方式来说，所述通道结构的外表面（同样优选构造为柱筒形）可以具有这种止挡面。以相应的方式在开关锁上，尤其在开关锁板上，设置相对的止挡面，所述相对的止挡面与连杆装置的和/或连接销的止挡面以根据本发明的方式达到接合或者接触。这也可以表述为转动挡块。此外在止挡中优选支撑扭矩和/或力，从而使转子壳体的转动轴线负载。因此可以有更短的公差链并且此外降低了机械要求。尤其所述止挡布置在开关锁的两侧上，也就是说尤其布置在两个基本上相互平行布置的开关锁板上。

根据本发明的开关单元同样可以如下改进，即所述连接销与所述转子壳体或者与所述连杆装置集成地、尤其整体地构造。这降低了复杂性，从而能够尤其涉及制造花费降低成本。因此这种连接销可以例如同样由塑料制造并且在与转子壳体共同的注塑过程中制造。

本发明的另一个主题是电气开关设备，尤其电气断路器，具有至少一个根据本发明的开关单元。与此相应地，根据本发明的电气开关设备具有如同详细地关于根据本发明的开关单元所说明的相同的优点。此外对于根据本发明的电气开关设备可以规定，所述电气开关设备是断路器，尤其紧凑型断路器。断路器在此是电磁的自动开关。其经常也用作线路保护开关，这就是说，在电气装置中用作过电流保护装置。尤其紧凑型断路器在此经常在低压时使用。也可以将电气开关设备用作电机保护开关。因此根据本发明的电气开关设备作为断路器，尤其作为紧凑型断路器的设计实现了将根据本发明的电气开关设备用于多种用途。

附图说明

本发明根据附图详细说明。在此使用的概念“在左边”和“在右边”与具有通常可读的附图标记的附图的方位有关。图示：

图1以透视图示出根据本发明的电气开关设备的第一实施方式，

图2示出根据本发明的开关单元的第一实施方式，

图3示出图2的细节图，

图4示出在止挡情况中具有转子壳体的图2的细节图。

附图标记列表

10 开关单元

20 开关锁

22 开关机构

24 开关锁板

24a 止挡

26 开关杆

30 转子壳体

30a 转子壳体的侧面

30b 转子壳体的侧面

32 触头臂

34 触头

36 销接纳部

40 连杆装置

42 上端部

44 下端部

46 通道结构

50 连接销

52 止挡面

100 开关装置

R 转动轴线

S 销轴线。

具体实施方式

在下列附图中对于具有相同的作用和相同的作用原理的元件使用相同的附图标记。

在图1中示出根据本发明的电气开关设备100的第一实施方式。该实施方式具有根据本发明的开关单元10的一种实施方式。所述根据本发明的开关单元10可以例如在例如由图2、3和4得出的实施方式中实施。

开关单元10装备有开关锁20。所述开关锁20又具有开关机构22，所述开关机构可以在开关锁20运动时继续传递力。为了能够使开关锁20运动，设有开关杆26，所述开关杆可在至少两个位置之间运动地支承在开关锁22上方。此外布置有开关锁板24或者在两侧上布置有各一个开关锁板24，在所述开关锁板之间布置开关机构22。此外在这种开关单元中转子壳体30处于开关锁20之下。转子壳体30具有两个侧面30a和30b，其中在图1中看出侧面30a。此外在开关锁20的开关机构22和转子壳体30之间布置有连杆装置40，所述连杆装置在其上端部42上与所述开关机构作用连接，并且在其下端部44上与所述转子壳体30作用连接。所述下端部44在此为了实现作用连接而通过连接销50与所述转子壳体30连接。为此参考图2和3进行详细说明。

在图2中示意性地示出一种实施方式的开关单元10。图3示出在连杆装置40的下端部44和转子壳体30之间通过连接销50实现的作用连接的细节图。

如在图3中容易看到的一样，连接销50作为独立的构件处在转子壳体30的销接纳部36中。所述销接纳部可以例如配有螺纹。此外在连杆装置40的下端部44上设有通道结构46，所述通道结构46同样为容纳连接销50设计。因此通过插入所述销可以使连杆装置40进入与转子壳体30的传递力的作用连接中。所述连接销50沿着销轴线S延伸。此外转子壳体30具有转动轴线R，所述轴线例如在图2中示出的一样。这两个轴线R和S相互错开，但是以平行的方式相互布置。这种非对中的布置使得，在通过开关杆26使开关锁20运动时可以将这种运动通过连杆装置40转换为转子壳体30绕着转动轴线R的转动。

图4示出了止挡情况，所述止挡情况限定了在绕着转动轴线R转动时转子壳体30的最终位置。这可以尤其是断开位置，在所述断开位置中触头臂32的触头34处于与固定触头脱离接触。为此在转子壳体30上或者在连接销50上设置止挡面52，所述止挡面止挡在相应的锁板24的止挡24a上。因此可以通过止挡24a和止挡面52的几何关系提供限定的最终位置或者限定的转动位置，尤其用于开关锁传动机构的断开位置。

对实施方式的前述说明仅以示例说明了本发明。当然可以将所述实施方式的单个特征，假设技术上有意义，任意相互组合，而不离开本发明的范围。

Claims (13)

1.一种用于电气开关设备（100）的开关单元（10），具有带有开关机构（22）的开关锁（20）和转子壳体（30），该转子壳体（30）具有布置在转子壳体（30）中的触头臂（32），该触头臂（32）用于在转子壳体（30）绕着转动轴线（R）转动时断开和闭合触头（34），

其特征在于，

至少一个连杆装置（40）在其上端部（42）上与所述开关机构（22）作用连接，并且在其下端部（44）上通过连接销（50）与所述转子壳体（30）的侧面（30a、30b）作用连接；

其中，所述连杆装置（40）和/或所述连接销（50）具有至少一个止挡面（52），所述止挡面构造用于通过在所述开关锁（20）上的止挡，至少沿着一个方向限制所述转子壳体（30）绕着转动轴线（R）的转动。

2.按权利要求1所述的开关单元（10），其特征在于，至少一个止挡面（52）构造用于通过在开关锁板（24）上的止挡，至少沿着一个方向限制所述转子壳体（30）绕着转动轴线（R）的转动。

3.按权利要求1所述的开关单元（10），

其特征在于，

所述连接销（50）构造为与所述连杆装置（40）和所述转子壳体（30）独立的构件。

4.按权利要求3所述的开关单元（10），

其特征在于，

在所述转子壳体（30）的至少一个侧面（30a、30b）上布置有销接纳部（36），所述销接纳部构造用于容纳连接销（50）。

5.按权利要求3或者4所述的开关单元（10），

其特征在于，

所述连杆装置（40）在其下端部（44）上具有通道结构（46），所述通道结构构造用于容纳所述连接销（50）。

6.按权利要求1所述的开关单元（10），

其特征在于，

所述连接销（50）至少部分地沿着销轴线（S）延伸，所述销轴线（S）布置成平行于转子壳体（30）的转动轴线（R）。

7.按权利要求1所述的开关单元（10），

其特征在于，

所述连接销（50）沿着销轴线（S）延伸，所述销轴线与所述转子壳体（30）的转动轴线（R）相距地布置。

8.按权利要求1所述的开关单元（10），

其特征在于，

在所述转子壳体（30）的两侧（30a、30b）上各一个连杆装置（40）在其上端部（42）与所述开关机构（22）作用连接，并且在其下端部（44）上通过连接销（50）与所述转子壳体（30）的各一个侧面（30a、30b）作用连接。

9.按权利要求1所述的开关单元（10），

其特征在于，

所述连接销（50）与所述转子壳体（30）或者与所述连杆装置（40）集成地构造。

10.按权利要求1所述的开关单元（10），其特征在于，所述连接销（50）与所述转子壳体（30）或者与所述连杆装置（40）整体地构造。

11.按权利要求1所述的开关单元（10），其特征在于，所述电气开关设备（100）是电气断路器。

12.一种电气开关设备（100），具有带有权利要求1到11中任一项所述的特征的至少一个开关单元（10）。

13.按权利要求12所述的电气开关设备（100），其特征在于，所述电气开关设备（100）是电气断路器。