电磁保护和控制组件的制作方法

专利名称：电磁保护和控制组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁保护和控制组件，其实现了几个多极电开关装置的组合应用，尤其是用于构造一种包括几种电装置的组件，所述电装置如接触器，断路器，或其他类似的可以用于低压配电或控制的电装置。本发明也涉及一种可以用在这样的保护和控制组件的组合中的电装置。
背景技术：
在一个用于保护和控制电机(通常称作“电机起动组件”)或其他低压多极电负载的组件中，如断路器或是保险绝缘开关(fused isolating switch)的电保护装置通常与如接触器的电控制装置一起级联使用。其他的装置，如热保护继电器也可以加到这种组合中。在同一个电机起动组件中可能希望组合几个控制装置，这样可以提供一种逻辑功能，特别是换向器(inverter)功能。
越来越希望尽可能快和简单的安装这样的电机起动组件，同时保持可靠的连接。由于在组装/接线期间节省成本和时间的原因，和节省安装有所述组件的电气盒或电气室中的空间的原因，特别进行的尝试是在装置之间去除形成电连接的导体(电线，汇流条(bar))，使电连接的数量最小化，使不同的连接装置的整个尺寸最小化。此外，所述安装组件必须保持它的电源端子单元易于与外导体如线缆或汇流条连接。
欧洲文献EP1100105中公开了一种用于在两个多极接触器之间预接线的装置。所述装置包括用于输入侧和输出侧的预接线模块，这样可以在两个接触器之间迅速地获得一给定的逻辑功能。在这篇文献中输入侧模块设置在装置的输入侧电源端子单元的输入侧上，输出侧模块设置在装置的输出侧电源端子单元的输出侧上。从而，模块阻止外导体进入到电源端子单元中，特别是在高电能的装置需要大横截面的外导体的情况下，例如在400V时电流值等与或大于32A。此外，如果需要添加附加的电装置，例如在两个接触器的输入侧上的断路器或是在两个接触器输出侧上的热继电器，其解决办法总是需要每个装置采用两个电源端子单元。

发明内容
因此，本发明的目的是使多个电装置的电组合易于布置，以便获得保护和控制组件的简单、可靠和经济的连接，并实现一种逻辑功能。
为达到上述目的，本发明描述了一种保护和控制组件，其包括几个多极电开关装置，每一个具有一个盒，盒具有输入侧和输出侧导电连接条，所述连接条沿着垂直轴的方向，分别从盒的输入侧和输出侧的水平连接区域突出出来，并且其可以插入到可动电源端子单元的开口中。所述组件包括至少一个连接元件，其电连接所述组件中的第一和第二电装置的极，该连接元件是这样设置的，首先它设置在盒和第一电装置的可动电源端子单元之间，其次设置在盒和第二电装置的可动电源端子单元之间。
根据一个特性，每个连接元件包括连接到第二连接销上的第一连接销。这些连接销沿着垂直轴的方向突出并且可以插入到可动电源端子单元的开口中。一个连接元件中的连接销受力与电装置的盒的连接条接触。
根据另一个特性，连接元件具有支撑装置，支撑装置可以与设置在电装置的盒中的互补部件(complementary means)配合。支撑装置优选地由一个或多个销组成，所述销设置在连接元件的至少一个水平面上。
根据另一个特性，所述组件包括一个输入侧连接元件，它的第一销与第一电装置的盒的输入侧连接条相接触，它的第二销与第二电装置的盒的输入侧连接条相接触。该组件还包括一个输出侧连接元件，它的第一销与第一电装置的盒的输出侧连接条相接触，它的第二销与第二电装置的盒的输出侧连接条相接触。为了获得换向器的功能，输入侧连接元件在内部完成电装置两个极的换向功能，其中输入侧连接元件连接二三极电装置的盒的输入侧连接条。
根据另一个特性，本发明描述了一种包括串联连接元件的组件，连接元件的第一销与第一电装置的盒的输出侧连接条相接触，第二销与第二电装置的盒的输入侧连接条相接触，第二电装置放置在第一电装置的侧面。
本发明的另一个目的是提供一种电开关装置，其与一个保护和控制组件组合到一起，所述保护和控制组件如同本发明中所描述的。所述装置包括一个盒，所述盒在输入和输出侧具有导电连接条，导电连接条沿着垂直轴的方向分别从盒的输入和输出侧的水平连接区域突出，并且可以插入到可动电源端子单元的开口中。


其他的特性和优点参考附图中示出的和作为实施例的实施方式在下面的详细描述中将会很清楚的，其中图1简略地示出包括三个电装置的保护和控制组件的实施例的正视图，图2是图1中的实施例的侧视图，同时示出了电装置的连接条和连接元件的销，图3是电开关装置的盒的正视图，电开关装置是用在根据图1中的组件的组合中的，图4是图3中的盒的侧视图，图5示出根据图1A-A截面的两个可动端子单元的详细情况，图6是图5中的一个端子单元的正视图，图7是另一个电装置的盒的侧视图，所述另一个电装置是用在根据图1中组件的组合中的，图8示出图1中的组件中的连接元件的正视图的详细情况，图9是图8连接元件的侧视图，图10简略地示出包括两个电装置的保护和控制组件的另一个实施例的正视图，图11示出图10中的连接元件的详细情况。
具体实施例方式
图1和2示出了本发明的保护和控制组件的实施方式。该组件包括三个电装置，在这种情况中是一个断路器30和两个接触器10，20。类似地，本发明可以用于形成一个组件，其也包括例如在接触器输出侧上的热继电器。很明显本发明也可以适用于任何其他可以用于低压配电或控制的装置中。
图3和4示出了一种多极电开关装置，如断路器，所述电开关装置包括与保护和控制组件组合到一起的盒30。图7示出了另一种多极电装置，如接触器，所述多极电装置包括一个盒10，并且其也可以与这种保护和控制组件组合到一起。
每一个盒10和30具有一个整体的平行六面体形状，分别具有前端面11和31，也可以包括一个分别对着后面12和32的操纵装置，还包括一个将所述装置固定到基座、断面和/或面板上的部件。每一个盒10和30分别具有大致水平的输出侧面13b，14b和33b，34b，分别相对的大致水平的输出侧面13a，14a和33a，34a。输入侧19b和39 b上的导电连接条沿着垂直轴X方向分别从盒10和30各自的输入侧面13b，14b和33b，34b上突出出来。导电输出侧连接条19a和39a沿着同一个垂直轴X，但是是在相反的方向，分别从盒10和30各自的输出侧面13a，14a和33a，34a上突出出来。
很明显，输入侧连接条和相应的输出侧连接条与开关装置的每一个极相对应，并且用来输送流入和流出所述极的电流。图3、4和7中示出的实施例包括三个输入侧连接条和三个输出侧连接条，从而简略地示出了三极装置。在本发明的一个优选的实施方式中，开关装置具有刚性导电条19a，19b和39a，39b，具有一样的矩形横截面，其对于流过大电流足够大，例如在400V时等于或大于32A的电流。导电条通常由金属尤其是铜制成。
优选的是，盒10和30各自的水平输出侧面13a，14a和33a，34a和水平输入侧面13b，14b和33b，34b分别由几个相互错开的水平面形成。因此，水平输出侧面分别包括至少一个大致水平的输出面支撑区域13a和33a以及一个大致水平错开的输出侧连接区域14a和34a。输出侧导电条19a和39a分别从各自的输出侧连接区域14a和33a突出。类似的，大致水平的输入侧面分别包括一个大致水平的输入侧支撑区域13b和33b，和一个水平错开的输出侧连接区域14b和34b。输入侧导电条19b和39b分别从各自的输入侧连接区域14b和34b突出。各自的输出侧支撑区域13a和33a，和各自的输入侧支撑区域13b和33b分别靠近盒10和30各自的后面12和32，并且它们之间的距离大于各自的输出侧连接区域14a和34a，和各自的输入侧连接区域14b和34b间的距离。
盒10，30的输出侧和输入侧连接区域的设置成这样，一个可动电源端子单元40可以设置在他们中的每一个中，以使在连接条19a，19b，39a，39b和外导体间形成电连接。很明显，如图5和6所示，这种类型的电源端子单元40中的电源端子的数量与将安装在的开关装置中的极的数量是一样的。电源端子单元40是具有两个相对的水平面41，49和一个垂直的前端面的平行六面体形状，端子夹紧螺钉42通过垂直的前端面。对于电源端子单元40中的每一个端子，有一个垂直开口44，其中水平面41，49经过这个开口，一个或多个导体垂直于螺钉42的直线穿过开口。端子单元40的宽度大致等于盒10，30的宽度。
因此，当连接端子单元40的水平面41，49中的一个分别与盒10和30各自的连接区域14a，14b和34a和34b相接触时，每一个连接条19a，19b和39a，39b插入到相应的开口44中。通常，电源端子单元40的每一个端子包括一个夹紧螺钉42，所述螺钉与设置在端子中相应开口44中的紧固构架43相配合。当螺钉42加紧时，构架43变形，这样其夹紧了开口44中的导体。这个紧固操作使得连接条和任何一个已经插入到开口44中的导体之间建立起有效的电连接，并且将连接端子单元40固定到开关装置的盒中。
此外，电源端子单元40的至少一个水平面41，49具有支撑装置45，便于导引、定位和支撑电装置的盒30上的电源端子40。这些支撑装置45设计成使得他们可以与输出侧15a和35a，以及输入侧15b和35b上的互补件配合，支撑装置45分别设置在盒的输出侧连接区域14a和34a，和输入侧连接区域14b和34b上。
根据一个优选的实施例，这些支撑装置包括一个或多个设置在电源端子单元40的水平面41前部分上的销45。当电源端子单元40安装成与装置的盒10，30接触，这些销插入到盒的各自的连接区域14a，14b和34a，34b前部分的相应数量的槽15a，15b，35a，35b中。优选的，槽15a，15b和35a，35b的形状与销45的形状互补。一旦连接条啮合在开口44中并且在螺钉42已经紧固之前，通过沿着连接区域14a，14b，34a，34b向后滑动水平面41，直到它停下来与支撑区域13a，13b，33a，33b相接触，这样使端子单元40进入它的固定位置中。在这个操作中，销45与相应的槽15a，15b，35a，35b相啮合，槽用于将端子单元保持到位并且使它相邻盒10，30固定。
可动电源端子单元40最好相对于垂直中间面是对称的，这样单一的端子单元40可以顺利地安装在盒的输出侧或旋转后安装在盒的输入侧。在给出的实施例中，水平面41具有设置在垂直中间面的每一侧的两个销45。
此外，图7中的盒10包括一个高度为H的凹陷部，其是在水平输出侧连接区域14a和水平输入侧连接区域14b的前部处构造出的，在输出侧连接条19a和输入侧连接条19b的引线输出端的前面。连接条优选地与凹陷部齐平。凹陷部形成水平输出侧16a和输入侧16b连接区域。因此，输出侧连接区域16a和输入侧连接区域16b同输出侧连接区域14a和输入侧连接区域14b相比离盒10的后面更远，彼此的距离更近。在这种情况中，输出槽15a和输入槽15b设置在盒10的输出连接区域16a和输入连接区域16b的前面，这样连接元件或垫片的支撑销可以安装配合到其中。
凹陷部用于插入一个如图8和9中简略地示出的多极连接元件80。连接元件80由平行六面体形状的绝缘材料形成的部分组成。连接元件具有两个相对的水平面84，86，和一个后面81。第一和第二导电连接条82和83具有类似于盒的连接条19的截面，其沿着垂直轴X的同一个方向，垂直地从第一水平面84引出。第二水平面86前面上的连接元件80包括支撑销85，其与盒10，20上的槽15a，15b，25a，25b相配合。第一水平面84前面上的连接元件80包括槽87，其与电源端子单元40，40’中的销45，45’相配合。
因此，在三极装置的情况中，第一销82和第二销83的每一个包括三个不同的销。连接元件80内的第一销82或者是一个极接一个极地直接电连接第二销83或者是根据所需要的逻辑功能的不同而连接(见后文)。
连接元件80(图8)的高度H大致等于凹陷部的高度H，凹陷部对应于连接区域14a，14b和连接区域16a，16b(图7)间的凹陷部。类似的，连接元件80的深度大致等于连接区域16a，16b的深度。因此，连接元件80可以插入到电装置的盒和可动电源端子单元之间。因此，当连接元件的第二水平面86定位在连接区域16a，16b上时，连接元件80完全占据由凹陷部提供的空间，这样连接元件的第一水平面84与连接区域14a，14b在一样的水平基准上，因此连接元件不会阻碍电源端子40的放置，但有助于将电源端子保持在位置上。
此外，销82，83优选地与连接元件80的后面81齐平，如图2和9中所示，这样当连接元件80定位在组件中时，销82，83可以与连接条19a，19b，29a，29b的前部接触。相接触的销和连接条然后将通过电源端子单元40的开口44中的夹紧操作而保持在位置中。
当在盒10的连接区域16a，16b上没有设置连接元件80时，由连接区域间的凹陷部产生的空间可以容易地由垫片70(见图10)填充，垫片70具有适当的尺寸，即具有高度H，深度等于连接区域的深度，并且宽度大致等于盒10的宽度，以增强对盒上的电源端子单元的支撑。
图1和2中示出的保护和控制组件5包括三个电开关装置。组件5的目的是形成一个电机起动组件，其可以容易的提供一种逻辑功能，如一个换向器功能(电机运行方向反转)，一个速度选择功能(LS/HS(低速/高速)转换)，星形-角形起动功能，或是其他的功能，而不需要任何额外的接线连接。
第一装置包括一个盒10，第二装置包括一个与盒10一样的盒20，上述两个装置都是接触器类型。包括一个盒30的第三装置，是断路器类型。第一装置和第二装置设置在同一水平面上的一侧和另一侧上。他们彼此相邻设置，或者优选的是彼此间有一个小的间隔，这样在他们两个之间可以插入一个机械锁紧模块，这尤其是在换向功能的情况下采用。第三装置设置在前两个装置中的一个或另一个上的垂直面中。
在组件5中，盒30沿着平行连接条的垂直X轴的方向邻近盒10放置(但是它也可以在盒20的上面)，这样盒30的输出侧连接区域33a与盒10的输入侧支撑区域13b相接触。因此，由于电装置的盒10，30直接地一个放置在另一个上而其之间没有任何间隔，所以组件5的垂直尺寸为最小。
组件5输入侧上的一个可动输入侧电源端子单元60安装成与第三装置的盒30的输入侧连接区域34b相接触。紧固输入侧端子单元60上的螺钉，从而固定与盒30接触的端子单元，并在输入侧连接条39b和输入侧外导体间建立电连接。类似地，在组件5的输出侧上，两个可动输出侧电源端子单元50，50’安装成分别与盒10和20各自的输出侧连接区域14a和24相接触。紧固位于这些输出侧端子单元50和50’上的螺钉，从而固定它们，使它们分别与盒10和20相接触，并在它们的输出侧连接条和外输出侧导体之间建立电连接。此外，电源端子单元40’放置在第二装置的盒20的输入侧上。
所有盒的同一水平面的支撑区域和连接区域间的水平错位这样设计当第三装置的盒30通过盒30和盒10的支撑区域放置在第一装置的盒10的顶部时，盒30的输出侧连接区域34a和盒10的输入侧连接区域14b之间的空间可以用来容纳一个为盒30和10所共有的可动电源端子单元40。共有的电源端子单元40的支撑销45可以顺利地与盒30的槽35a，35b连接，或者与盒10的槽15a，15b连接。共有的端子单元40在盒30的输出侧连接条39a和盒10的输入侧连接条19b之间建立电连接，也可以将盒30和盒10相互连接起来。
为了建立起有效的电连接，第三装置的盒30的输出侧连接条39a相对于第一装置的盒10的输入侧连接条19b沿着垂直于连接条垂直X轴的方向稍微错开。在图中示出的实施例中，盒30的输出侧连接条39a从盒10的输入侧连接条19b向后错开(见图2)。这个错位足以在安装组件5时不会阻碍彼此相邻的盒10和30，但是，一旦共有端子单元40的螺钉42被拧紧，他们使第三装置的输出侧连接条39a与第一装置的输入侧连接条19b重叠并齐平，这样可以形成充足的电接触区域，与可能在保护和控制组件5中循环的电流相适应。
有利的是，共有端子单元40和电源端子单元40’，50，50’和60均与上述的可动电源端子单元40是一样的。这使安装组件5必需的不同部分的数量降低了，因为所有的电源端子单元可以彼此互换。他们包括支撑销45，55，65，所述支撑销与具有互补形状的盒10，20，30的槽相配合，这样可以便于引导、定位和支撑与电装置的盒相接触的端子单元。
在图1和2的组件5中，盒10和20通过一个多极输入侧连接元件80和输出侧连接元件80’而彼此连接，例如这样可以提供一个换向器功能。输入侧连接元件80插入到盒10和20的输入侧连接区域，这样输入侧连接元件80的第一销82与盒10的输入侧连接条19b相接触，并且输入侧连接元件80的第二销83与盒20的输入侧连接条29b相接触。因此，依照图2和5，共有端子单元40是销82、盒10的输入侧连接条19b和盒30的输出侧连接条39a彼此间的紧固装置。端子单元40’将所有的销83和盒20的输入侧连接条29b彼此紧固。
输出侧连接元件80’插入到盒10和20的输出侧连接区域。因此，输出侧连接元件80’的第一销与盒10的输出侧连接条19a相接触，并由端子单元50紧固在一起。输出侧连接元件80’的第二销与盒20的输出侧连接条29a相接触并且由端子单元50’紧固在一起。
连接元件80，80’内的连接销的内部接线是实现一个逻辑功能的装置。对于一个由三极装置提供的换向器功能来说，输入侧连接元件80包括一个第一销82的第一极，其内部连接到第二销83相同的对应极上，而第一销82的其他的两个极以反向的方式内部连接到第二销83的对应极上。另一方面，输出侧连接元件80’的第一和第二销的极一个接一个的内部直接连接。
由于连接元件80，80’的有利的设置，组件5的形成十分简单并且并不比具有三个电装置而不具有这样的连接元件的标准组件大(c/c距离，高度，深度)。因此，组件5可以容易地与具有其他电装置的现有的盒或室组合在一起。
也可能设想一个类似于组件5的保护和控制组件，但是仅包括一个输入侧连接元件80，其中销82，83直接极间连接而不需要任何输出侧连接元件80’。这个组件可以用来给两个接触器10，20供电，接触器10，20从同一输入侧断路器30开始，例如用于LS/HS的转换。缺少的输出侧连接元件80’可以由盒20和端子单元50之间、以及盒30和端子单元50’之间的两个垫片70替代。
图10示出了根据本发明的保护和控制组件的另一个实施例。这个组件6包括一个第一装置30，例如一个断路器装置，和一个第二装置10，例如一个接触器装置，第二装置放置在第一装置10的一侧。组件6包括一个输入侧可动端子单元60，其用于将第一装置的盒30上的输入侧连接条39b与外部输入侧导体相连接。组件6也包括一个输出侧可动端子单元，其用于将第二装置的盒10的输出侧连接条19a与输出侧外部导体相连接。盒10和30通过一个S形串联连接元件90(见图11)而彼此连接，连接元件90包括一个中心部分91，其设置在两个水平部分之间，第一连接销92和第二连接销93从中心部分91上沿着垂直轴但是在相反的方向上突出。元件90中的销92和93极间彼此直接连接。
第一销92利用可动端子单元60’与盒30的输出侧连接条39a相接触，并且第二销93利用可动端子单元50’与盒10的输入侧连接条19b相接触。电源端子单元50，50’，60，60’是相同且可以互换的。因此，组件6可以快速地将两个电装置(例如一个断路器/接触器)串联组合，所述电装置彼此相邻设置而无需任何特殊的接线。盒10和30彼此间不接触，这样连接元件90的中心部分91可以插入到其中。中心部分91的宽度例如可以大致等于用在两个接触器之间的机械锁紧模块的宽度，这样可以使彼此相邻设置的两个电装置之间的间隔标准化。
有利的是，这种设置方便了组件6的连接和组装，即使是当装置的盒10和30预先安装到它们的支撑件、基座、断面或面板上。连接元件90然后可以在不同的电源端子单元到位并且紧固在一起而获得组件6之前，通过组件的前端面安装并且利用支撑销到位。
很明显，设想细节上的其他可能的变化和改变，甚至是等同部件的应用，均不超出本发明的范围。
权利要求
1.保护和控制组件，包括几个多极电开关装置，每一个电开关装置具有一个盒(10，20，30)，每一个盒具有输入侧导电连接条(19b，29b，39b)和输出侧导电连接条(19a，29a，39a)，所述连接条分别从盒(10，20，30)各自的输入侧(14b，24b，34b)和输出侧(14a，24a，34a)上的水平连接区域沿着垂直轴(X)的方向突出出来，并且可以插入到可动电源端子单元(40，40’，50，50’，60)的开口(44)中，其特征在于，组件包括至少一个连接元件(80)，连接元件与组件的第一和第二电装置的极电连接，连接元件(80)这样设置，它首先放置在第一装置的可动电源端子单元(40，50)和盒(10)之间，其次放置在第二电装置的可动电源端子单元(40’，50’)和盒(20)之间。
2.根据权利要求1的保护和控制组件，其特征在于，每一个连接元件(80)包括连接到第二连接销(83)上的第一连接销(82)，其沿着垂直轴(X)的方向突出并且可以插入到可动电源端子单元的开口(44)中。
3.根据权利要求2的保护和控制组件，其特征在于，连接元件(80)的连接销(82，83)与电装置盒的连接条相接触。
4.根据权利要求2的保护和控制组件，其特征在于，连接元件(80)具有支撑装置(85)，所述支撑装置与设置在电装置的盒(10，20)中的互补件(15a，15b，25a，25b)相配合。
5.根据权利要求4的保护和控制组件，其特征在于，支撑装置由设置在连接元件(80)上的至少一个水平面(81)上的一个或多个销(85，86)组成。
6.根据权利要求2的保护和控制组件，其特征在于，所述组件包括一个输入侧连接元件(80)，连接元件的第一销(82)与第一电装置的盒(10)的输入侧连接条(19b)相接触，连接元件的第二销(83)与第二电装置的盒(20)的输入侧连接条(29b)相接触。
7.根据权利要求6的保护和控制组件，其特征在于，所述组件包括一个输出侧连接元件(80’)，该连接元件的第一销与第一电装置的盒(10)的输出侧连接条(19a)相接触，连接元件的第二销与第二电装置的盒(20)的输出侧连接条(29a)相接触。
8.根据权利要求7的保护和控制组件，其特征在于，与二三极电装置的盒(10，20)的输入侧连接条(19b，29b)连接的输入侧连接元件(80)内部地执行电装置两极的转换功能。
9.根据权利要求2的保护和控制组件，其特征在于，所述组件包括一个串联的连接元件(90)，连接元件中的第一销(92)与第一电装置的盒(30)的输出侧连接条(39a)相接触，连接元件的第二销(93)与第二电装置的盒(10)的输入侧连接条(19b)相接触，第二电装置放置在第一电装置的一侧。
10.一种电开关装置，包括一个盒(10)，盒具有输入侧导电连接条(19b)和输出侧导电连接条(19a)，所述连接条沿着垂直轴(X)的方向分别在盒(10)的输入侧(14b)和输出侧(14a)的水平连接区域上突出出来，并且可以插入到可动电源端子单元(40)的开口(44)中，其特征在于，电装置可以与根据前述权利要求中的任一项的保护和控制组件组合在一起。
全文摘要
本发明公开了一种保护和控制组件，其包括几个多极电开关装置，每一个电开关装置具有一个盒(10，20，30)，每一个盒具有输入侧和输出侧导电连接条，所述连接条分别从盒(10，20，30)的输入侧和输出侧上的水平连接区域上沿着垂直轴的方向突出出来，并且可以插入到可动电源端子单元(40，40’，50，50’，60)的开口(44)中。组件包括至少一个连接元件(80，80’)，连接元件与组件的第一和第二电装置的极电连接，连接元件(80)这样设置，它首先放置在第一装置的电源端子单元(40，50)和盒(10)之间，其次放置在第二电装置的可动电源端子单元(40’，50’)和盒(20)之间。
文档编号H02B1/20GK1487547SQ0315565
公开日2004年4月7日 申请日期2003年6月25日 优先权日2002年6月25日
发明者乔斯·加西亚, 瑟奇·帕吉, 里吉斯·佩罗秋, 佩罗秋, 乔斯 加西亚, 帕吉 申请人:施耐德电器工业公司