用於軌道安裝的電氣設備的製作方法

2023-05-29 06:10:01 2

本發明涉及用於軌道安裝的電氣設備。這樣的電氣設備在使用時並排安裝在承載軌道上，所述軌道稱為din軌道(根據歐洲標準en50022也稱為頂帽式軌道，在美國也稱為ts35軌道)。本發明可與一些設備一起使用，如斷路器、熔斷單元、安全切換和控制設備、以及軌道安裝電源等。

背景技術：

常規的軌道安裝電氣設備包括電絕緣殼體，其一側成形為接合承載軌道。在這一側，殼體具有燕尾形橫向延伸的凹部，使用時軌道被夾持在該凹部內。該凹部的一側由可相對於殼體移動的閂鎖構件限定，用以允許殼體與軌道的搭扣接合及脫離接合，並且閂鎖構件相對於殼體沿一方向彈性偏壓，以便在使用時減小凹部的寬度，由此夾持軌道。

單獨使用一個已知設備時，在操作該設備從軌道脫離的同時，必須將閂鎖構件保持在抵靠其彈性偏壓作用的回縮位置。這種操作模式不方便，應當認識到，在包括物理地固定在一起的兩個或更多個單元的裝置的情況中，對於作為整體結構操作，如可能具有兩個或更多個聯動隔離件的情況，將兩個或更多個閂鎖保持在其回縮位置、同時相對軌道操作該整體結構是極其困難的。

為了嘗試克服這個問題，先前已提出在每一個裝置中併入一個抓持元件，其可相對於閂鎖構件橫向地用手來移動，並與殼體協作以便實現將閂鎖構件鎖定在回縮位置。所提供的這個抓持元件通過將閂鎖構件鎖定在其回縮位置而簡化了操作，但當然增加了複雜性，並因此增加了每個單元的成本。

因此，gb2216177a1提出了一種用於軌道安裝的電氣設備，包括其中具有軌道接收凹部的殼體，所述凹部的一個邊緣由閂鎖構件的端部區域限定，該閂鎖構件可相對於殼體沿著橫向於凹部的方向移動，彈性結構偏壓閂鎖構件相對於殼體在一個方向上移動，以便減小所述凹部的寬度，並且，當閂鎖構件抵抗所述彈性結構的作用回縮到預定位置時，殼體與閂鎖構件上的可相互接合的表面相應地協作，以便將閂鎖構件保持在所述回縮位置，所述表面使得閂鎖構件可被釋放用以在所述彈性結構的作用下移動，在所述彈性結構的作用下，閂鎖構件相對於殼體沿著橫向於閂鎖構件移動方向的方向移動。

然而，這一已知方案具有缺點，即需要壓縮彈簧用於偏壓閂鎖構件，這會佔用空間並使組裝過程變得複雜。

因此，仍需要一種能夠有效、牢固並精確地安裝到din軌道上的電氣設備，同時該電氣設備可以特別低成本的方式製造。

技術實現要素：

這個目的通過獨立權利要求的主題得以解決。從屬權利要求的主題是本發明的優選實施例。

本發明提供一種用於軌道安裝的電氣設備，其包括其中具有軌道接收凹部的殼體，所述凹部的至少一個邊緣由閂鎖構件的端部區域限定，該閂鎖構件可相對於殼體沿著橫向於凹部的方向移動。設置彈性結構用於偏壓閂鎖構件在一個方向上移動以便減小所述凹部的寬度。

本發明基於如下構思，即彈性結構包括扭簧，其具有可圍繞鉸接區域偏轉的第一腿部和第二腿部，所述第一腿部抵靠殼體的突起安置，並且所述第二腿部抵靠閂鎖構件安置。這種特別的設計具有優點，即彈簧是特別節省空間的，並且還可提供足夠大的偏壓力。此外，電氣設備殼體的組裝十分方便。

扭簧是設計為端部可圍繞鉸接區以角度偏移旋轉的彈簧。這對外部施加的轉矩提供了阻力。扭簧例如是在每個端部設置有腿部的閉合繞圈。可替代地，扭簧還可由彎曲的金屬板形成。扭簧的端部構造具有多種選擇，以允許以多種不同的構造錨定彈簧。此外，腿部相對於彈簧的鉸接區域以各種位置、角度或距離設置。

根據優選實施例，扭簧的第二腿部至少部分地接收在設置於閂鎖構件上的凹槽中。由此可以實現對扭簧的該部分的安全支承，並且此外，在將閂鎖構件組裝到殼體內部之前便可將彈簧安裝到閂鎖構件上，不存在丟失彈簧的危險。

如已經提及的，兩個腿部之間可設置多個角度。根據優選實施例，在未加載扭簧的狀態下，腿部之間的角度在20°至40°之間的範圍內。例如，角度可以是30°。這個值可以實現閂鎖構件在殼體內部的足夠長的線性移動。

為了以節省空間的方式安全地存儲彈簧，所述扭簧布置在閂鎖構件的凹部中，所述凹部順沿未加載狀態下的扭簧的外部輪廓。

根據本發明的優選實施例，所述扭簧是扁平(flat)彈簧。類似於金屬板衝壓，扁平彈簧是通過對材料板衝壓、雷射切割、或光化學蝕刻而得到的。在大多數情況下，坯件隨後被成型、必要時熱處理並表面處理，以具有其最終形狀。具體地，扁平扭簧具有v形。

為了實現殼體、閂鎖構件和扭簧之間的有效相互作用，所述第一腿部從所述鉸接區域延伸長度的比所述第二腿部更短。

根據本發明，閂鎖構件進一步包括卡位凸耳，其與殼體的第一卡位凹部接合，用於將閂鎖構件固定在閉合位置。由此可防止閂鎖構件被不經意地釋放。為了將電氣設備從din軌道移除，閂鎖構件必須可被釋放。這可通過設置開口來實現，卡位凸耳可從殼體外部穿過該開口被介入，用以使卡位凸耳與殼體脫離接合。具體地，殼體可包括用於插入工具的開口，用以使卡位凸耳與殼體脫離接合。不使用特定工具閂鎖構件就無法被解鎖，這樣可實現將電氣設備特別牢固地安裝在din軌道上。

根據本發明的優選實施例，所述殼體進一步包括第二卡位凹部，用以將閂鎖構件固定在打開位置。該第二鎖定機構允許輔助性地將電氣設備安裝在din軌道上。特別地，不必抵抗扭簧的回覆力而手動地保持閂鎖構件打開。

此外，所述殼體包括底殼和蓋體，其中，所述閂鎖構件布置在所述底殼上。通過使用該模塊化設計，可實現改善的靈活性，以適應各種結構性需求。

根據本發明的一個實施例，殼體包括一體形成的固定軌道夾持鉤，其相對於所述閂鎖構件布置，用於夾持軌道。這種設計實現了特別簡單以及節約成本的組裝，因為只需要一個閂鎖構件。可替代地，為了實現對於安裝位置的增強的靈活性，殼體當然還可包括用於夾持軌道的兩個相對的閂鎖構件。有益地，閂鎖構件相同地形成。

當殼體包括在閂鎖構件的打開位置中壓縮扭簧的保持銷時，可以對閂鎖構件實現特別有效的致動。

附圖說明

附圖合併到說明書中並形成為說明的一部分，用以示出本發明的多個實施例。這些附圖連同說明書一起用於闡釋本發明的原理。附圖僅僅意在示出如何製造並應用本發明的優選和替代示例，並不構成將本發明限制至僅僅示出及說明的實施例。此外，根據本發明的實施例的多個方面可單獨地或不同組合地形成方案。下面描述的實施例可被單獨考慮或以其任意的組合地考慮。其它特徵和優點將從下文對本發明各個實施例的更加具體的描述中變得顯而易見，如附圖所示，其中相似的標記指代相似的元件，並且其中：

圖1是用於軌道安裝的電氣設備的示意分解透視圖；

圖2是根據第一實施例的底殼的示意透視截面圖；

圖3是圖2的細節圖；

圖4是根據第一實施例的底殼的頂視圖；

圖5是沿著圖4的線a-a的截面圖；

圖6是沿著圖4的線b-b的截面圖；

圖7是圖5的細節圖；

圖8是圖6的細節圖；

圖9是如圖1所示的閂鎖構件的頂視圖；

圖10是沿著圖9的線c-c的截面圖；

圖11是沿著圖9的線d-d的截面圖；

圖12是如圖1所示的具有扭簧的閂鎖構件的分解透視圖；

圖13是如圖1所示的具有組裝的扭簧的閂鎖構件的透視圖；

圖14是如圖1所示的扁平扭簧的頂視圖；

圖15是圖14的扁平扭簧的側視圖；

圖16是具有位於閉合位置的兩個相對的閂鎖構件的用於軌道安裝的電氣設備的底視圖；

圖17是沿著圖16的線e-e的截面圖；

圖18是圖17的細節圖；

圖19是具有位於打開位置的兩個相對的閂鎖構件的用於軌道安裝的電氣設備的底視圖；

圖20是沿著圖19的線f-f的截面圖；

圖21是圖20的細節圖；

圖22是根據第二實施例的底殼的側視圖；

圖23是圖22的底殼的頂視圖；

圖24是圖22的底殼的另一個側視圖；

圖25是如圖1所示的蓋體的側視圖；

圖26是圖25中所示的蓋體的頂視圖；

圖27是圖25中所示的蓋體的另一個側視圖；

圖28是根據第二實施例的閂鎖構件的透視圖；

圖29是圖28的閂鎖構件的底視圖；

圖30是圖28的閂鎖構件的側視圖；

圖31是圖28的閂鎖構件的另一個側視圖。

具體實施方式

本發明現將參照附圖並首先參照圖1進行更加詳細地闡釋。圖1示出了根據本發明的電氣設備100的部分分解透視圖。根據本發明，電氣設備100可以是任意類型的軌道安裝電氣設備，如斷路器、熔斷單元、安全切換和/或控制設備、或軌道安裝電源。由於電功能性對於本發明的機械原理來說不重要，因此沒有在附圖中示出電子部件的其它細節。例如，可以設置一個或多個連接器插座110用來將外部電氣部件連接至電氣設備100。

根據優選實施例，電氣設備100的電絕緣殼體包括底殼102和蓋體104。蓋體104通過四個彈簧鉤106固定在底殼102上，所述彈簧鉤利用各自的凹部108接合，以便形成閉合的保護殼體。然而，本領域技術人員明確殼體還可以由單個部件或由兩個以上的部件形成。底殼102和蓋體104有益地由電絕緣塑料材料製成。

底殼102被形成為在軌道凹部112內部夾持軌道(圖中未示出)。根據本發明的所示實施例，底殼102適於安裝在稱為din的軌道上(根據歐洲標準en50022也稱為頂帽式軌道，在美國稱為ts35軌道)。然而，本領域技術人員明確根據本發明的安裝技術當然還可應用於任意其它截面形狀的安裝軌道。

為了夾持軌道，軌道凹部112包括兩個相對的軌道夾持突起116，其中的至少一個可在橫過軌道縱軸114的方向上移動，用於將電氣設備安裝到軌道上並從軌道上拆卸。如圖1所示，軌道夾持突起116的至少一個是閂鎖構件118的整體部件。閂鎖構件118可滑動地保持在底殼102的內部。為了沿箭頭120所指示的方向推動閂鎖構件118，閂鎖構件118具有致動區域122，其穿過設置在底殼102上的致動開口124。在完全鎖定狀態下，致動區域122接收在致動開口124內，並且致動區域的外部表面126與底殼102的外部表面128平齊。在解鎖狀態下，致動區域122在致動開口124的外部延伸並且對於操作者可以介入。在該位置，扁平扭簧130被壓縮以便彈性地偏壓閂鎖構件118，從而當被釋放時其可沿方向120自動移動。

根據本發明並且從圖16至21而變得更加顯而易見，閂鎖構件118通過閂鎖構件118與底殼102之間的扣合而固定在鎖定和解鎖位置。為此，閂鎖構件包括彈性抓持臂132。

圖2示出了底殼102的示意截面圖，兩個閂鎖構件118均在鎖定位置，其中，軌道夾持突起116夾持din軌道。在這個位置，表面126和128平齊，以便閂鎖構件118安全地存置在殼體內部。如從圖3中放大的細節更加清晰所示，扭簧130具有第一腿部134和第二腿部136，兩者通過鉸接區域138彼此連接。第一腿部134擱置抵靠保持銷140，該保持銷布置在圖2和3的視圖中的被切除的殼體的部分處，並朝向閂鎖構件118延伸。第二腿部136保持在設置於閂鎖構件118的凹槽142內部。

因此，當閂鎖構件118從圖2和3所示的鎖定位置沿著方向121移動至解鎖位置時，保持銷140向後保持住第一腿部134以便扭簧130被壓縮，從而在第一腿部134和第二腿部136之間形成較小的角度。由此在扭簧130中存儲有能量，其可導致閂鎖構件118在沒有被積極地限制在解鎖位置時移動回到鎖定位置。

此外，底殼102還包括止擋角144，其將閂鎖構件118沿方向121的移動限制為距離x。因此，當閂鎖構件118從鎖定位置滑動至解鎖位置時，保持銷140還以最大距離x偏轉扭簧130的第一腿部134。當彈簧130變形時，第二腿部136固定在凹槽142中並且附加地抵靠支承壁146安置。由此可以保證扭簧使用橫跨閂鎖構件整個寬度均勻分布的力(沿著方向120指向)偏壓閂鎖構件118，用以實現平順地滑動回到鎖定位置。

圖4示出了圖2所示底殼的頂視圖。圖5和6分別是沿著圖4的線a-a和b-b的截面圖。根據特定實施例，兩個閂鎖構件118可插入到閂鎖構件插座148中。為了能夠在兩側僅使用一種相同設計的閂鎖構件118，閂鎖構件插座148並非形成為彼此對稱的，而是形成為同樣的並轉動180°。

圖7和8分別示出了用於將閂鎖構件118保持在鎖定位置和解鎖位置的形成在殼體上的第一扣合凹部150和第二扣合凹部152的放大細節。第一和第二扣合凹部150、152與形成在閂鎖構件118的抓持臂132上的卡位凸耳(detentlug)接合。

為了能夠在閂鎖構件118位於其最終位置時從外部介入閂鎖構件118，底殼102包括開口154。開口154優選地僅給出用於適合工具的介入，例如螺絲刀等，以便可以避免閂鎖構件118被不經意地釋放。

圖9至11示出了閂鎖構件118的不同視圖，閂鎖構件被構造為與殼體分離的部件。根據本發明，閂鎖構件118的一個端部形成為軌道夾持突起116，其在閂鎖構件118的鎖定狀態下夾持在所述領域技術人員知曉的頂帽式軌道的邊緣後面。閂鎖構件118的相背端部形成為致動區域122，其用以將閂鎖構件118從外部推到殼體中(如將在下文詳細地闡釋)。

為了將閂鎖構件118固定在鎖定和解鎖狀態，閂鎖構件118包括彈性抓持臂132。抓持臂132具有卡位凸耳156，其接合底殼102的第一扣合凹部150或接合第二扣合凹部152，以用於將閂鎖構件118分別固定在完全插入的鎖定位置或部分抽出的解鎖位置。為了穿過開口154致動抓持臂，抓持臂具有基本為平面的致動部段158。

鄰近軌道夾持突起116設置的止擋邊緣160與止擋角144相互作用，以便當閂鎖構件118移動至解鎖位置時，防止其被向外推動得太遠。

根據本發明，沉降部(depression)162嵌入閂鎖構件118中，該沉降部162基本遵循扭簧130在鬆弛或僅稍微被壓縮的狀態下的外部輪廓。由此形成支承壁146，其經受由壓縮狀態下的扭簧130的第二腿部136所施加的均勻分布的壓力。此外，在支承壁146的外周端部，形成牢固地保持第二腿部136的端部的凹槽142。因此，扭簧130可被組裝在閂鎖構件118處，而不會丟失。

圖12和13示出了鬆弛的扭簧130在沉降部162內部的安裝。如已經提及的，扁平扭簧130在圖13所示的狀態下被稍微地壓縮，以便兩個腿部抵靠沉降部162的壁而擱置。第二腿部136的外端被牢固地保持在凹槽142中。相反，第一腿部134可朝向第二腿部136移動。具體地，第一腿部134的外周端部可被介入，用以接合設置在殼體底殼102處的保持銷140。

圖14和15中示出了扭簧130。根據圖中所示的實施例，扭簧130是由切割並彎曲的金屬板形成的扁平彈簧。本領域技術人員明確，當然還可以設置在鉸接區域138中有益地具有線圈繞圈的線簧。

圖14示出了無張力狀態下的扁平扭簧130。在該狀態下，第一與第二腿部134、136之間的角度α大約為30°。當然，根據實際需要的移位距離x還可選擇其它角度α。

現將參照附圖16至21更加詳細地闡釋根據本發明的閂鎖構件118的操作。

更具體地，圖16至18表示處於鎖定位置(「位置1」)的閂鎖構件118，其中，電氣設備100被牢固地附接至軌道。另一方面，圖19至21示出了完全解鎖位置(「位置2」)，其中，兩個閂鎖構件118從軌道回縮，以便可以將電氣設備100從軌道移除。當然，僅將閂鎖構件118中的一個移動到解鎖位置中，以便能夠將電氣設備100從軌道上拆卸，這也是足夠的(圖中未示出該位置)。

在鎖定位置，朝向軌道凹部112推動兩個閂鎖構件118，使得din軌道可被軌道夾持突起116牢固地夾持。致動區域122完全位於底殼102內部。

通過將合適的工具(如螺絲刀)插入到開口154中，下面的抓持臂132可被致動，並且閂鎖構件118可因此地被移動至位置2(圖19至21所示)。在該位置，可從外部介入致動區域122。卡位凸耳156(只以很小的力)被保持在第二扣合凹部152中。為了確保將電氣設備100安裝在軌道上，只需要極小的人力來將電氣設備100安全地鎖定到軌道上，當閂鎖構件118在解鎖狀態下，閂鎖構件118通過壓縮的扭簧130偏壓抵靠殼體。

因此，操作者可通過在向內推動閂鎖構件118而釋放閂鎖構件118。扭簧130(在位置2中被壓縮)的彈簧力保證了閂鎖構件118向後滑動到完全鎖定位置中。在鎖定位置，卡位凸耳156深入地扣合到第一扣合凹部150中，使得閂鎖構件118僅可以通過穿過開口154向上地致動彈性抓持臂132而被釋放。

參照前面的圖，已經詳細地闡釋了實施例，其中，底殼102包括兩個相對的閂鎖構件118，以便兩個可移動的軌道夾持突起116延伸進入軌道凹部112中。

相比於這種具有兩個可滑動軌道夾持突起116的方案，圖22至24示出了本發明的另一實施例，其中，根據本發明的原理，底殼102隻包括一個閂鎖構件插座148。為了安全地將電氣設備100附接至din軌道，根據本發明的底殼102包括固定軌道夾持鉤164。

獨立於殼體底殼102的特定實施例，圖25至26中所示的蓋體104可被搭接在底殼102上以形成閉合的電絕緣殼體。如上面已經提及的，電絕緣殼體當然還可由一個整體部件或由兩個以上的部件形成。根據圖中所示的實施例，蓋體通過彈性翼板166固定，所述彈性翼板166具有用於卡鉤106的凹部108。然而，本領域技術人員明確除了扣合固定連接以外，還可以應用雷射焊接或粘接或任何其它合適的連接技術。

圖28至31示出了閂鎖構件118的替代實施例。根據該實施例，閂鎖構件118不具有與布置在底殼下表面上的第一或第二扣合凹部150、152相互作用、並且可通過合適的工具穿過開口154被致動的卡位凸耳156。替代地，彈性抓持臂132具有布置在朝向蓋體104一側上的抓持鉤。該抓持鉤與內壁170相互作用(如圖6所示)，用以保證閂鎖構件不會在電氣設備100組裝到din軌道上之前遺失。根據該實施例，閂鎖構件118不是搭接固定在打開位置中，而是需要例如通過合適的工具通過夾持凹槽172而向後保持。

附圖標記