CN102177567A - 电子连接装置和滑动组件，尤其用于差动保护单元 - Google Patents

Abstract

为了组装差动脱扣单元(10)和并排设置在轨道(4)上的电路断路器(2)，第一步骤优选地包括外壳(7)中的连接组件(50)的电连接，连接组件(50)的平移移动(d)导致第二步骤期间的机械连接。为此目的，装置(20)研制出来经由销快速连接，其中，所述装置包括平面导体部分(22)，设置有凸起(42)并且由弹性件(26)促动朝向外壳端子(6)的连接垫(8)。这一结构防止由电路断路器(2)中的短路电流产生排斥并且保持在不采用任何拧动操作的情况下在电路断路器(2)的导体(8)与连接至差动保护装置(10)的导体(22、52)之间的接触。

Description

电子连接装置和滑动组件,尤其用于差动保护单元

技术领域

本发明特别地应用于并排布置在机壳中的轨道上的两个电子单元之间的组件，尤其是与电路断路器相关联的差动脱扣单元，每个单元连接于侧板的水平并且包括在垂直于连接板的表面上的每个极都具有连接端子。

本发明也涉及通过插入而实现电子设备单元快速连接至传统开口管道端子的装置，即，包括位于贯穿孔中的平连接带的端子。若干连接装置能够相关联以实现电子单元的多个端子的同时连接。

本发明也涉及一种单元，诸如剩余差动电流保护单元，或者差动单元，设置一种附件，该附件的一部分包括连接装置，其滑动从而实现连续的电子和机械连接。

背景技术

在图1所示的保护系统1中，采用如下公知的方式，即，电子保护单元2容纳在基本上平行六面体(parallelepipedic)形状的壳体3中并且设计成装配在安装轨道4上。位于轨道4每侧上的两个相对面板5a、5b各自包括输入端子6a和输出端子6b，用于连接至待保护的电路。每个端子6通常采用管道类型并且包括具有公知尺寸的基本上矩形孔7，向外开通到电路断路器2的面板5，其中，基本上平的连接带8沿着孔7的内表面延伸，其可连接到。通常，面板上的通道9与带8相对，通道9传统地位于电路断路器2的前面板上，能够使螺钉通过，该螺钉能够正交地将插入孔7的导体稳固至带8上从而实现可靠的电连接。

这一保护性装置2能够与其他装置10相关联，诸如差动脱扣单元，同样容纳在壳体12中，壳体12具有与保护性装置2类似的形状并且设计成与后者并排地装配在安装轨道4上从而与其电性连接并且机械耦合。两个模块2、10的电连接是借助导体14实现的，其从差动单元10的壳体12凸出从而电连接至电路断路器2的输出端子6b。在最终装配在轨道4上之前，分别属于电路断路器2和单元10的两个面板彼此连接，然后耦合装置得以实现从而在执行两个装置端子与端子的电连接之前实现机械稳固和耦合。

为了改善和加速装配过程，文档EP 0 806 784或EP 1 000 430记载一种差动保护装置，包括一支架，该支架设计成容纳差动单元的导体并且当执行机械连接时以偏移的方式相对于电路断开器端子延伸。该支架和导体可垂直于轨道相对于敞开位置和缩回位置之间的差动单元的壳体移动，在该敞开位置，支架与电路断开器壳体分离开，导体不与电路断路器端子接合，在该缩回位置，支架朝向电路断路器壳体移动，导体插入电路断路器的输出端子中。相反地，可在机械耦合之前实现电连接。电路断开器2和单元10由此通过实施适当的方式而在两个连续的平移移动中机械耦合并且电连接。

由于电路断开器2的打开期间短路电流耐受的问题，电子连接通过将螺钉固紧在孔9中而完成，并且没有将导体14简单地接合到电路断开器2的端子6中。能够在其中流动的电流的强度在导体14与端子6的带8之间造成排斥，能够产生电弧并因此损害该单元。文档EP 1 278 224已经提出一种方案，其中，端子的管道布置成限制排斥效果。但是，采用这种方式实现的组件实施起来很复杂并且成本高昂，尤其需要对专用于差动保护单元10的电路断路器2进行改进。

因此，虽然就相对于彼此装配两个单元而言，用于将差动单元10装配到电路断路器2上的方法已经改善，但是端子6中的每个导体14的固紧步骤仍然保持。就所实现的固紧扭矩而言，除了其长度和非一致性，这一操作需要常规的检查，采用特定的重新固紧，从而保证电子连接的可靠性。

发明内容

除了其他优势，本发明的目的是通过促进电连接而减轻差动保护单元与电路断开器之间的耦合的缺点。更一般地，本发明可用于电连接至电子装备单元的任何敞开管道端子，这种端子包括在导体通过的孔中延伸的连接带。

尤其地，本发明涉及适当形状的电子连接装置，用于其被插入的端子，包括面对端子的连接带的平的端部导体，至少在平表面上的两个凸出部在带与导体之间接触，同时保持后者彼此分离。优选地，仅有两个凸出部，如果可能相同，沿着管道中的插入方向布置，即，对齐并且连续在导体的传导链条中。该装置还包括形成弹性件的装置，用于将导体的端部偏置朝向该带偏置并且保证接触，偏置压力优选地位于两个凸出部的中间。有利地，刚性绝缘指部将导体和形成弹性件的装置彼此紧固。紧固指部优选地采用与端子的管道类似的形状，尤其地为矩形的平行六面体，具有侧表面，设置有凹槽类型的装置，容纳导体的第一端部。形成弹性件的装置的外壳可以是向外敞开通向相对侧面板的中心腔，形成弹性件的装置优选为片簧类型，例如对中在销上的片簧，施加基本上垂直于导体端部的力。

为了促进连接，连接装置的导体优选地被沿着基本上垂直于连接带的方向延伸，尤其地，导体以直角折叠从而形成第二部分。根据使用，对于第二部分有利地延伸第三垂直部分，能够连接并排定位的第二电子设备单元与包括待连接的端子的单元。

根据本发明的优选实施例，连接组件包括多个有利的类似的连接装置，通过基座彼此固紧在稳定位置，例如，设置有用于使固紧指部通过的孔的平板。这一结构例如适于分配系统，能够实现多个端子的同时连接。相对运动优选地包容在不同连接装置之间，例如角运动和/或侧向间隙，从而接受端子与组件的连接装置之间的非对齐。

根据本发明，装置有利地通过插入实现与电子连接垂直的插入的机械连接。尤其地，附件包括基座，通过该基座，电连接在电子设备单元的端子中的导体凸出，以及基座相对滑动的支架。该导体包括固定地连接至基座的第一部分，尤其地，作为如上所述的插入连接装置的元件，以及固紧地连接至支架的第二部分，两个部分能够通过允许其相对移动的任何装置彼此连接。该附件能够尤其地装配在不同单元类型的第二电子设备单元上，导体的第二部分直接地连接至第二单元的导体，该附件允许导体的第一部分的侧向平移移动使将被连接的第一设备单元向旁边移动。

附图说明

其他优势和特征将根据本发明的特定实施例的下述说明而变得更清楚，给出的这些实施例仅仅是非限制性实例的目的并且示出在附图中。

图1已经描述，示出电子保护系统，该系统包括与模块电路断路器相关联的差动保护单元，其中，可使用根据本发明的电连接装置。

图2A至2E示出根据本发明的优选实施例的电连接装置，其不同部件和连接处于管道端子。

图3示出根据本发明的优选实施例的差动保护单元。

图4示出根据本发明的优选实施例的两个装备单元之间的连接。

具体实施方式

在电子面板和/或机壳中，电子保护系统1通常装配在水平轨道4上，如图1所示。在本说明书的其他部分中，将相对于这一使用位置使用不同的位置术语(“上部”，“底部”等)，但是应当自然地理解为它们不是限制性的。

在一项优选实施例中，保护系统1包括四极电路断路器2，采用四个类似的模块21、22、23、24构成，在轨道4上并排地装配并且彼此固紧。每个模块容纳在壳体3中并且包括用于在轨道4的每侧上的电路断路器2的导体上进行连接的端子6a、6b。该保护系统1还包括容纳在壳体12中的差动单元10，该壳体12的横截面类似于模块2。

采用公知的方式(参见例如EP 0 375 568或EP 0 926 695)，脱扣单元10容纳具有环形芯部的变压器，其上缠绕有主绕组，连接至单元10的每个端子6，位于与电路断路器2的输出端子6b相同的侧部上，副绕组电连接至脱扣继电器，与电路断路器2的操作机构相结合地操作。主绕组由主导体14延伸，该主导体通过刚性线形成，其大部分采用铜制成，用于连接在电路断路器2的端子6b中。由此，连接导体14在插入电路断路器2的端子6的敞开管道7中的自由端与延伸主绕组的端部之间形成基本上U形的形状。

电路断路器2和差动单元10在垂直于轨道4的方向的平面中通过主导体14进行电耦合。机械连杆，通常是防干扰的，进一步形成为确保保护系统1的令人满意的操作和可靠性。尤其地，杆或针式的脱扣和重设装置18通过两个单元2、10的相连接的侧面板。对中和/或误差防止销18’能够装配在相同面板中。锁定部件18”采用通常方式设置在前面板上。

从图1清楚可知，保护系统1的两个元件2、10之间的机械和电连接因此通过沿两个正交方向的部分接合而实现。因此，两个步骤必须一个接一个执行。根据本发明的优选实施例，首先实现电连接。

为了促进该组装方法，根据本发明，借助插入装置20实现电连接，该插入装置能够直接地使用在标准化的敞开管道端子6中，不论管道是固定或可移动的。尤其地，根据本发明的连接装置20使得其将自身保持固定在孔7中，导体14不需要固紧至带8，图2A中所示的所述装置20布置成容忍强电流，尤其是短路电流，并且在与带8的接触不被断开的情况下补偿它们的排斥作用。

如图2B所示，根据本发明的优选实施例的连接装置20的导体14包括基本上平的第一端部22，其部分地插入管道端子6中。第一端部22的尺寸和后者的组成被调整从而适合端子6(即，尤其地，带8以及同样孔7的尺寸)以及能够流动在其中的电流的强度，尤其地，导体22能够采用铜、铝或钢制成，相对于25A电流额定值为大约2×4毫米的横截面。优选地，尤其位了优化机壳中的空间占有，导体14的第一部分22被折叠，例如基本上呈直角，通过具有与第一部分22类似的横截面的第二部分24延伸，其也有利于与包括根据本发明的装置20的电子装备单元2、10进行组装操作。

该连接装置20还包括形成弹性件26的装置，相对于其被插入的端子6的连接带8偏置装置20的导体14的第一部分22。但是，螺旋形弹簧能够用于促进根据本发明的连接装置20插入孔7中，有利地(图2C)使用形成弹性件26的片簧，该片簧的力和形状被选择诸如能够在插入发生时实现变形，之后固紧在管道中，当装配差动单元10时，相对于连接装置20仅使用一次的优选实施例来说，可能不具有采用适当的切断进行移除的可能性。一般地，片簧26是V形的，第一分支28压制在第一导体部分22上，第二分支28’沿对称相对方向压制。上部第三股28”能够实现容易地插入孔7中。

为了促进导体的装配以及形成弹性件26的装置的装配，也为了增强该组件的稳固性，根据本发明的连接装置20有利的是进一步包括采用例如塑料制成的绝缘固紧指部30。优选地以及如图2D所示，指部30采用与管道的协调的外部形状，尤其是矩形的平行六面体形状，采用装置32，例如凹槽，用于设置导体的第一部分22，装置，例如凸榫和凹槽类型的连接件34、34’，将导体14固定在其凹槽结构32中，以及片簧26的外壳30(图2E)，尤其是设置有通道38的内部腔，由此，片簧26的第二分支28’凸出地延伸。指部30能够包括基部40，垂直于其轴线，容易装配在支架和/或装备单元中。

在其优选使用中，连接装置20设计成在两个电子设备单元2、10之间永久连接。此外，高电流能够在这些保护单元中流动。为了保持连接装置的导体14和端子6的带8在产生强排斥力的这些情况下接触，根据本发明，导体22的平表面包括面对端子6的带8的至少两个凸座42。根据优选实施例，两个凸座42在传导方向对齐，即，沿着导体14的第一部分22的轴线，对应于指部30的轴线。这一结构使得电流流动在具有预定有用长度的两个平行路径中(根据将被连接的电单元的电流额定值：尤其地，对于25安的额定值，两个凸座的轴之间的距离可以是大约8至9毫米)，一个在平导体22中，另一个在固定带8中，从而在两个之间产生电动吸引力。这一力是电流越高即越强，例如，当产生短路时，在这种情况下，当时在电路的两个分支8、22之间不具有分离。所产生的电动吸引补偿该装置面对的电流值中的自然排斥。

为了优化这一作用，连接装置20的导体14优选地采用与其插入的端子6的连接带8相同的材料制成。有利地，导体22的第一部分和带8也采用类似的横截面，它们的平整度被优化——更精确地说，由凸起部42限定的两个电流线理想地具有相同的阻抗，或者至少阻抗处于40/60的比例。这—阻抗平衡使得连接系统的电动强度能够通过平衡接触电阻而被优化。因此，凸起部42优选地在每个带8中具有两个，采用凸出的或者球形的形状从而作为接触点，并且有利地镀银从而防止粘结，虽然可考虑采用锡镀或任何其他方案。对于凸起部42来说优选为相同，尤其就它们的几何结构和/或表面状态而言。弹性件26主要作用在两个凸起座42的中间从而在这些接触区域上产生平衡压力(图2E)。尤其地，片簧26对中在销26’上并且沿着垂直于导体14的第一部分22和连接带8的方向施加两个触点42的等距离的力。

通过防止当产生短路时的排斥以及通过保持接触，电路断路器2由此能够在这—错误发生时高效地中断电流。此外，没有电弧产生，这防止对电连接造成任何损害，或者甚至对设备单元2的损害。这一结构限制形成弹性件26的装置的力为保持接触所必需的。尤其地，小于20N是足够的，而通常的紧固需要大约300kg(3000N)的力。

根据本发明的装置20也能够实现快速和可靠的连接，而不对待连接的电子单元2做任何改进。此外，该连接装置20的形状和部件能够简单地实现并且成本低廉。而且，随着基本上不变的压力保持于接触层面，不会产生热空转(racing)，这增加了可靠性并且降低了材料上的压力。过渡加热的成本和风险进一步通过不必要保持将螺钉固紧在端子中这一事实而被进一步减小。

根据本发明的装置20能够连接至柔性导体从而形成任何适当的系统。包括若干相同装置20的配电系统能够被实现。装置20优选地配置成快速地多极连接，尤其地，若干相同的装置20₁、20₂、20₃、20₄借助将它们保持在预定位置的基座44而相互关联。例如，如图3所示，设置有与基本上18毫米(±0.5毫米)的间隙对齐的孔46的塑料板44能够实现四个连接装置20通过，除了它们基部40的底部部分40’(图1A)，用于四极连接。根据优选实施例，提供预定位置的公差，例如在固紧指部30的通道46层面处的间隙，从而虽然在它们的位置和面对装备单元2的端子6的结构之间存在不一致的情况下也能够接合插入组件50的装置20i。五个自由度优选地由侧向间隙接收，通道46的每侧，加上基部40’与基座44之间的厚度方向的可旋转公差。

在图3和4所示的优选实施例中，连接组件20与电子装备单元10相关联。尤其地，连接装置20的每个导体14的第二部分24装配在基座44下方，彼此平行，但是彼此充分地分离开从而防止任何绝缘问题，并且由第三部件52延伸，其连接至诸如差动单元10的装备单元的主绕组。基座44因此能够形成适当的附件壳体54的一部分，能够耦合至差动单元10的壳体12，尤其具有与保护系统1的模块2、10相同的深度的元件。有利地，附件壳体54的前壁56形成保护件，装配成面对电路断路器2的端子6的固紧孔9并且防止任何连通至连接装置20的螺钉和/或元件。

为了促进装配有根据本发明的连接组件50的差动单元10与电路断路器2之间的机械连接，除了连接装置20的相对间隙，有利地布置该连接附件54从而当形成第一连接时提供两个装备单元2、10之间的偏移，不管其为电或机械方式。尤其地，连接组件50的基座44与辅助壳体54的其他部分之间形成相对移动从而实现与电路断路器2电连接“离开”差动单元10，之后两个装备单元共同地移动实现机械连接-或者相反。例如，可采用与上述文档EP 1 000 430或EP 0 806 784类似的方式装配连接组件50的附件54。优选地，为了不修改包含在壳体22中的任何元件而使脱扣单元10(或者其他单元)的制造合理化，根据本发明，辅助壳体54本身布置成能够实现相对移动。

尤其地，根据本发明优选实施例以及如图3所示，基座44安装成在形成齿条的支架58中滑动。支架58的形状与基座44的基部配合，例如借助楔形榫头系统，从而沿平行方向移动连接装置20至端子6的平面(这里对应于导体24的第二部分)。有利地装配挡止件。尤其地，移动连接装置20离开导体的第三部分52的大约5至8毫米的移动d足以避免待连接的装备单元2、10的侧面板之间的任何冲突。

为了实现连接装置20的移动，即，相对于电路断路器2固定的导体的第一部分22的，相对于导体的相对于单元10固定的第三部件52，导体14有利地包含两个借助能够实现它们相对移动的任何装置60、60’而彼此电连接的两个刚性部分。尤其地，编织物60(图2E)，或者滑动或旋转接触60’(图4)，或者相当简单，对于低电流额定值，能够使用导体14的柔性。

因此，在这一实施例中，为了将装配有前述附件54的差动单元10连接至模块电路断路器2，基座44首先移动离开差动单元10，电路断路器2然后插入连接装置20。基座44然后被推动进入滑动机架58从而连接两个单元2、10并且插入定位销18’以及其他机械耦合元件，诸如脱扣杆18，机械固紧装置18”然后被实现，使得两个单元2、10优选地以防干扰方式耦合。由此实现组装，并且电子连接和机械耦合完全分离。而且，附件54和/或指部30的形状在组装中用于防止误差的目的。牢固地连接至壳体12的附件54可进一步补偿可能出现的任何滑动作用，这种作用趋向于在非常强的场-电路(court-circuit)电流的情况下，通过接触性能的下降而移动连接装置20离开管道。

可将配件54装配为能够旋转，或者实现连接装置20相对于它们的基座44具有间隙。

虽然已经参照差动单元10连接至四极模块电路断路器2说明了本发明，但是并不局限于此。可以考虑其他元件。尤其地，电路断路器2和差动单元10可包括不同数量的极。电路断路器2可以不是模块的，但是在单一壳体3中包括所有的断路机构，其可以是模制的或者不是模制的。更一般地，根据本发明的连接装置20可用于电连接，端子对端子，其他电子设备单元，诸如接触器上的计时器，遥控开关等。即使本发明特定地应用至尤其模制的电子设备单元，并排装配在装配轨道4上并且设计成电连接，该连接装置20也能够用于将电设备单元连接至适当的梳机或者任何配电装置。

Claims (14)

1.一种电子连接装置(20)，设计成插入端子(6)，包括开口管道，电子设备单元(2)的基本上平的连接带(8)在其中延伸，包括：

-具有平的第一端部(22)的电导体(14)，设计成插入端子(6)的管道中，使得其表面其中的一个面对所述端子(6)的带(8)，

-在所述导体(22)的第一部分的所述表面上的至少两个凸起部(42)，以及

-形成弹性件(26)的装置，用于将所述导体(14)的第一部分(22)的所述表面偏置朝向所述端子(6)的带(8)，使得端子(6)的带(8)和导体(22)的第一部分之间经由凸起部(42)产生接触。

2.根据权利要求1所述的连接装置(20)，其中，所述凸起部(42)是相同的。

3.根据权利要求1或2所述的连接装置(20)，其中，所述导体(22)的第一部分的表面包括沿着插入方向布置在管道中的两个凸起部(42)。

4.根据权利要求3所述的连接装置(20)，其中，形成弹性件(26)的装置设计成将导体(22)的第一部分的所述表面偏置于两个凸起部(42)的中心。

5.根据权利要求3或4所述的连接装置(20)，其中，形成弹性件(26)的装置包括对中片簧，设计成施加垂直于导体(22)的第一部分的所述表面的力。

6.根据权利要求1至5任一项所述的装置，还包括采用绝缘材料制成的刚性固紧指部(30)，该刚性固紧指部沿着能够插入端子(6)的管道的轴线延伸，所述固紧指部(30)包括用于支承导体(14)的第一端部(22)的装置(32、36)以及将弹性件(26)形成在预定位置的装置。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述固紧指部(30)是基本上矩形的平行六面体，包括作为所述第一端部(22)的支架的纵向凹槽(32)以及用于形成弹性件(26)的片簧的外壳(36)。

8.一种电连接组件(50)，包括根据权利要求1至7任一项所述的多个连接装置(20)，以及具有用于将所述装置(20)固定到预定位置的装置(46)的基座(44)。

9.一种连接组件(50)，包括根据权利要求6或7所述的多个相同的连接装置(20)，以及具有用于将固紧指部(30)垂直于基座(44)固紧的装置(46)的平的基座(44)。

10.根据权利要求9所述的连接组件(50)，其中，用于固定的装置(46)被调节从而在每个连接装置的指部(30)的相对定位中具有间隙。

11.根据权利要求9或10所述的连接组件(50)，其中，用于固紧的装置包括支架(58)，基座(44)相对于该支架滑动。

12.根据权利要求11所述的连接组件(50)，其中，所述导体(14)包括可相对于彼此移动的第一和第二部分，第一部分稳固地连接至基座(44)，第二部分稳固地连接至支架(58)。

13.一种差动保护单元(10)，包括根据权利要求11或12的连接组件(50)，所述连接组件(50)的支架(58)和基座(44)形成与所述单元的壳体(22)的面板连接的附件(54)。

14.根据权利要求13所述的差动保护单元，其中，所述附件(58)包括相对于滑动基部(44)突出的前面板(56)。

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