專利名稱：故障電流保護開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種故障電流保護開關(guān)或FI保護開關(guān)，它包括一外殼和一測試按鈕，該測試按鈕在外殼內(nèi)部與用于按鈕復(fù)位的一個彈性件共同工作。在這里，故障電流保護開關(guān)或FI保護開關(guān)也指的是差動電流保護開關(guān)或DI保護開關(guān)。
背景技術(shù)：
故障電流保護開關(guān)或FI保護開關(guān)用于確保防止電氣設(shè)備中有危險的電流流過人體。例如當(dāng)人體接觸電氣設(shè)備導(dǎo)電部分時便產(chǎn)生這種流過人體的電流。故障電流(或還有差動電流)作為流過人體的電流經(jīng)人體流入地面。用于防止危險電流流過人體的保護裝置在超過所謂的斷開故障電流時，可靠和迅速地將有關(guān)的電路與電網(wǎng)分開。
例如由DE 19634439A1和DE 19513029A1已知此類FI保護開關(guān)的結(jié)構(gòu)和工作方式。FI和DI保護開關(guān)按類似的方式由三個組件構(gòu)成。在總電流互感器(一個電網(wǎng)(Leiternetz)的全部導(dǎo)電體均通過其互感器鐵心導(dǎo)引)的次級繞組內(nèi)，在故障電流的情況下感應(yīng)出一個電壓信號，它控制一個通過一個釋放回路電子裝置或切斷電路與次級繞組連接的斷電器。然后斷電器操縱一開關(guān)機構(gòu)，借助它斷開所述電網(wǎng)的導(dǎo)體。在這里，F(xiàn)I保護開關(guān)的切斷電路僅電感地通過總電流互感器與所述電網(wǎng)耦合。因此FI保護開關(guān)與電源電壓無關(guān)地從故障電流本身提取為斷路所需的電能，而在DI保護開關(guān)中則與電源電壓有關(guān)地借助一放大器電路實施斷開，此放大器電路與所述電網(wǎng)電流連接。
此外，F(xiàn)I保護開關(guān)為了檢驗其使用或功能的備用狀況具有一測試按鈕，在操縱測試按鈕時在保護開關(guān)內(nèi)閉合一接觸部位并構(gòu)成一測試電路。此測試電路模擬在總電流互感器內(nèi)的一個故障電流，并因此通過斷路器和開關(guān)機構(gòu)斷開保護開關(guān)的主觸頭。
其按鈕頭從絕緣材料外殼伸出的測試按鈕為了能復(fù)位通常在設(shè)備內(nèi)部或外殼內(nèi)部與彈性的接觸件連接。例如由德國專利文獻DE 4011680A1已知為此設(shè)扭轉(zhuǎn)彈簧或彈簧片。
由德國專利文獻DE 4420767A1已知，在這種測試按鈕裝置中，除了一個起活動觸頭作用的板簧外，還設(shè)有一螺旋彈簧以及除此之外設(shè)有一與該螺旋彈簧連接的接觸壓簧。尤其在單個螺旋彈簧的彈簧作用不足以使測試按鈕復(fù)位時就要這樣配備一個接觸壓簧。
由德國專利文獻DE 19912416A1已知使用一個帶有兩個彈簧腳的螺旋狀壓力彈簧，其中一個彈簧腳支承在測試按鈕的按鈕頭上。
這些已知的測試按鈕裝置的缺點一方面是在組裝FI保護開關(guān)時按鈕的裝配比較困難。另一方面尤其在開關(guān)外殼或開關(guān)設(shè)備內(nèi)部空間狀況擁擠時，由于使用了金屬的彈簧零件，可能會縮短漏電距離和空氣隙，并因而不再能在保護開關(guān)設(shè)備內(nèi)保持導(dǎo)電和帶電部分之間的漏電距離和空氣隙。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種FI保護開關(guān)，它能克服上述缺點。尤其應(yīng)提供一種FI或DI保護開關(guān)，它有一個即使在擁擠的空間狀況下也能方便地裝配的測試按鈕裝置。
上述技術(shù)問題通過這樣一種故障電流保護開關(guān)來解決，它包括一個外殼和一個測試按鈕，該測試按鈕在外殼內(nèi)與一個用于按鈕復(fù)位的彈性件共同工作，按照本發(fā)明，該彈性件由塑料制成。
按一種相宜的設(shè)計，彈性件成形在相宜地同樣用塑料制的測試按鈕上。因此總體上按這樣的方式設(shè)計塑料測試按鈕，即，使此測試按鈕的個別幾何結(jié)構(gòu)可以支承在一個位于外殼內(nèi)部的外殼部分上或一個相應(yīng)的外殼輪廓上并由此實現(xiàn)彈性效果。在這里，此彈性件本身可設(shè)計為蛇曲狀或L狀。因為這樣一來只須使用一個不帶金屬導(dǎo)電部分的單個塑料件，所以在保護開關(guān)組裝時提供了測試按鈕一種特別簡單的可裝配性。
帶有一按鈕頭和一按鈕桿的測試按鈕相宜地成形為至少桿側(cè)為框狀，該框狀按鈕桿容納彈性件。在一種優(yōu)選為L狀的測試按鈕中，按鈕的一個L狀邊構(gòu)成按鈕桿，該按鈕桿則可移動運動地貼靠在一個外殼壁上。第二個L狀邊除了原本的按鈕頭外至少構(gòu)成一個支承肩，在最終裝配狀態(tài)，該支承肩貼靠在一個橫向于外殼壁延伸的外殼橫臂上。這個帶有一個用于接鈕頭的橫臂缺口的外殼橫臂因此構(gòu)成在外殼內(nèi)部的一個用于測試按鈕的止擋。
按一種特別有利的設(shè)計，測試按鈕借助一可移動運動的卡鎖連接裝置固定在外殼內(nèi)。為此特別適用的是一個帶有成形在側(cè)面的卡鉤或卡鎖元件的穹頂狀外殼輪廓，卡鎖元件扣住按鈕桿上與卡鎖元件相配置的那個框側(cè)。為便于裝配，卡鎖元件上制有引入斜面，相應(yīng)的框側(cè)可滑過它們以構(gòu)成卡鎖連接。
在帶有蛇曲狀彈性件的實施形式中，彈性件的彈簧圈相宜地大體橫向于下面也稱為桿框的按鈕桿的兩個彼此對置的框縱向側(cè)延伸。在這里相宜地將彈性件的其中一個彈簧端成形在測試按鈕的按鈕頭區(qū)域內(nèi)，而彈性件的另一個彈簧端實際上可以在桿框內(nèi)部自由運動。此可運動的彈簧自由端當(dāng)測試按鈕處于已裝入外殼中的最終裝配狀態(tài)時支靠在一個相宜地處于桿框內(nèi)部的外殼輪廓上。
對于彈性件的L狀設(shè)計，其中一個L狀邊，優(yōu)選地是彈性件比較短的那個彈簧邊，成形在按鈕頭上背對按鈕桿的那個端側(cè)。而另一個比較長的L狀邊不再與測試按鈕連接的邊自由端，同樣相宜地終止在桿框內(nèi)部，并在那里優(yōu)選貼靠在穹頂狀外殼輪廓上面朝按鈕頭的上側(cè)。在這種方案中彈簧作用由此實現(xiàn)，即，當(dāng)測試按鈕下壓時兩個L狀邊之間的角度減小，并在這種情況下在此彈性件內(nèi)加入一定的彈簧預(yù)緊力。然后在松開測試按鈕時由于預(yù)緊力而釋出彈簧力，并將測試按鈕壓回其原始位置，在此過程中外殼輪廓用作彈性件的支座。
帶有蛇曲狀彈性件的測試按鈕的作用方式與之類似，在這里當(dāng)測試按鈕下壓到外殼內(nèi)時，各彈簧圈之間的距離縮小并由此產(chǎn)生將測試按鈕復(fù)位到其原始或靜止位置所需的彈簧預(yù)緊力。
采用本發(fā)明獲得的優(yōu)點主要是，由于為使FI或DI保護開關(guān)的一個測試按鈕復(fù)位使用了一種塑料彈簧，一方面獲得了一種較高的預(yù)制程度；另一方面，由于測試按鈕和彈性件的一體式結(jié)構(gòu)，減少了組裝FI保護開關(guān)時需要制備的零件數(shù)量。由此不只是顯著降低了裝配費用。確切地說，通過讓無論是測試按鈕本身還是用于按鈕復(fù)位的彈性件均僅僅使用塑料件，可以保持前面曾說明的漏電距離和空氣隙，因為在此不使用任何附加的會縮短漏電距離或空氣隙的金屬件。
因此，基于沒有設(shè)置用于按鈕復(fù)位的金屬件，即使保護開關(guān)設(shè)備有擁擠的空間狀況以及相對于導(dǎo)電部分有小的距離，這種測試按鈕和彈性件也能沒有困難地安裝在實際上任意的位置上。此外，通過一個組合在內(nèi)的卡扣或卡鎖作用，可以顯著簡化裝配，因為無需安裝附加的彈簧及此彈簧的預(yù)緊裝置。


下面借助附圖所示實施方式進一步說明本發(fā)明，附圖中圖1在透視圖中表示一個測試按鈕和成形在它上面的L狀彈性件；圖2用局部透視圖表示一個FI保護開關(guān)的半殼和已卡扣住的圖1所示測試按鈕；圖3在與圖1相應(yīng)的視圖中表示帶有蛇曲狀彈性件的測試按鈕的另一種設(shè)計；圖4表示圖3所示測試按鈕帶有成形在框側(cè)的用于滑動接點的支承板。
在所有的附圖中彼此對應(yīng)的部件采用相同的附圖標(biāo)記。
具體實施例方式
在附圖中表示的測試按鈕1具有一個起操縱按鈕作用的按鈕頭2和一個成形在該按鈕頭上的框狀按鈕桿3。在這里總體上設(shè)計為L狀的測試按鈕1用塑料制造。其中第一個L狀邊1a構(gòu)成下文也稱桿框的按鈕桿3，而另一個與之大體成直角延伸的第二個L狀邊1b帶有按鈕頭2并構(gòu)成支承肩2a、2b。
在由支承肩2a、2b構(gòu)成的支承肩輪廓上成形有與之成直角延伸以及彼此對置的支承腹板4a或4b。這些與測試按鈕1的一個在支承肩2a、2b之間延伸的按鈕壁5一起構(gòu)成一個大體上U形的安裝腔6的支承腹板4a和4b，過渡到按鈕桿3上與它們大體成直角延伸的框縱向腹板3a或3b。
一個總體上為L狀的彈性件7的一個較短的L狀彈簧邊7a延伸到安裝腔6內(nèi)，它的另一個較長的L狀邊7b自由端側(cè)則延伸到桿框3中。在這里，比較長的L狀彈簧邊7b的長度由測試按鈕1帶有按鈕頭2的那個L狀邊1b的長度決定或限制。
與測試按鈕1一樣，彈性件7用塑料制造。彈性件7在位于兩個支承肩2a和2b之間區(qū)域內(nèi)背對測試頭2的按鈕壁5的下側(cè)，其比較短的L狀邊7a在其自由端或端側(cè)成形在測試按鈕1上。由此構(gòu)成一個總體上用塑料制的一體的測試按鈕-彈簧部分1、7。
在與測試按鈕1的按鈕頭2相對的框橫側(cè)上，桿框3通過一個在兩個框縱向腹板3a和3b之間延伸的框橫向腹板3c來封閉，由此限定出一個開口的框內(nèi)腔8，在圖1中，在此框內(nèi)腔8內(nèi)示出了一個外殼部分或外殼輪廓9。彈性件7長的L狀邊7b的邊自由端10支承在此外殼輪廓9上。
由圖2可見，此外殼輪廓9相宜地有一矩形或正方形外殼的頂。該外殼頂9在外殼內(nèi)部成形在FI或DI保護開關(guān)12中的其他沒有在圖中進一步表示的雙殼式器件的其中一個半殼的外殼壁11上，并伸入外殼內(nèi)腔13中。所述半殼由外殼壁11以及一個成形在此外殼壁11邊側(cè)上并相對于它橫向延伸的外殼橫臂14構(gòu)成，外殼橫臂14代表此保護開關(guān)12的外殼上側(cè)或操縱側(cè)。
在外殼橫臂14中制有一缺口15，在測試按鈕1在外殼11、14內(nèi)的最終裝配狀態(tài)，此缺口被本實施方式中為長方六面體狀的操縱按鈕并因而被按鈕頭2向外穿過。在這里，在測試按鈕處于圖2所示的最終裝配狀態(tài)下，測試按鈕1的支承肩2a和2b貼靠在構(gòu)成橫臂缺口15邊界的外殼橫臂14的內(nèi)側(cè)上。
通過短的L狀彈簧邊7a成形在測試按鈕1上的彈性件7，以其長的彈簧邊7b的邊自由端10在外殼輪廓9面朝按鈕頭2的上側(cè)貼靠在此外殼輪廓9上。
當(dāng)壓下測試按鈕1時，成形在其上的彈性件7被預(yù)緊，此時彈性件7短的L狀邊7a與長的L狀邊7b之間的夾角減小。在這里，測試按鈕1沿桿的縱向16移入開關(guān)外殼12內(nèi)，與此同時，一個大體平行于框橫向腹板3c延伸以及裝在外殼內(nèi)部的桿狀金屬絲弓或接觸弓17，在其與測試按鈕1共同工作的自由端上被操縱。這個被一個成形在按鈕桿3的其中一個框縱向腹板3b上的定位凸起18搭扣住的金屬絲弓17，構(gòu)成保護開關(guān)12內(nèi)部真正的測試觸點。
為了簡化測試按鈕1在半殼12內(nèi)的安裝，設(shè)有一卡鎖或卡扣連接裝置。它通過兩個成形在穹頂狀外殼輪廓9相對置兩側(cè)的卡鎖元件或止動鉤19a和19b實現(xiàn)。在鎖止?fàn)顟B(tài)它們扣住按鈕桿3分別面朝著它們的框縱向側(cè)3a或3b。此外，卡鎖元件19a、19b設(shè)計有引入斜面20，它們便于測試按鈕彈跳開。
無論在壓下測試按鈕還是在釋放測試按鈕1(由此使測試按鈕1基于在彈性件7內(nèi)施加的彈簧預(yù)緊力在彈性件7的彈簧力作用下恢復(fù)到圖2中表示的初始位置或靜止位置)時，卡鎖元件19a、19b均構(gòu)成一種移動導(dǎo)引裝置。在這種情況下測試按鈕1構(gòu)成按鈕桿3的L狀邊1a沿桿縱向1b在外殼壁11上滑動。
在按圖3和4的實施形式中，測試按鈕1的結(jié)構(gòu)與按圖1和2的實施形式基本相似。例如測試按鈕1仍設(shè)計為L狀，其中在依然敞開的桿槽3中容納有一外殼輪廓9′。在此方案中為蛇曲狀的彈性件7′以其可在桿框3內(nèi)部沿桿縱向16運動的彈簧自由端21支承在此外殼輪廓9′上。
蛇曲狀彈性件7′同樣是一個成形在測試按鈕1上的塑料件，從而仍構(gòu)成一個塑料制的一體式測試按鈕-彈簧部分1、7′。為此，彈性件7′與彈簧自由端21相對的彈簧連接端22，在測試按鈕1處于與框橫向腹板3c相對位置的在按鈕頭一側(cè)的端部處，成形在測試按鈕1上。這種成型連接(Formverbindung)在這里位于桿框3在按圖3和4的視圖中為左方的框縱向腹板3b面朝按鈕壁5的腹板端23上。在此實施形式中設(shè)計為板的按鈕壁5，仍為了構(gòu)成支承肩2a和2b，從按鈕頭2總體上同樣為長方六面體狀的操縱按鈕24，側(cè)向沿桿框3的整個框?qū)?c伸出。在這里，蛇曲狀彈性件7′的彈簧圈25數(shù)量，在考慮到用于測試按鈕1復(fù)位所需要的彈簧力的情況下，和框狀按鈕桿3的桿長L相匹配。
在按圖3的實施形式中，在按鈕框3的框橫向腹板3c上仍成形有一定位凸塊18，而在按圖4的實施形式中在此位置設(shè)一支承板26。在此成形在按鈕桿3上的支承板26上有一大體帽狀的曲拱形滑動接點27，它的滑動接觸面27a和27b從支承板27表面伸出，伸入外殼內(nèi)腔13中。該板簧式滑動接點27在那里借助一個塑料的成型接片28固定，此曲拱形滑動接點27的拱頂外側(cè)支靠在支承板25上。
滑動接點27在測試按鈕1(類似于按圖1和2所示實施形式的運動過程)沿桿縱向16被壓下時用于構(gòu)成測試接觸點。這種滑動接點的設(shè)計特別適用于一種所謂的觸點對，在這種觸點對中本身沒有供測試按鈕1復(fù)位用的彈簧作用。
帶有一體成型的彈性件7、7′的測試按鈕1的塑料結(jié)構(gòu)，即使在外殼內(nèi)腔13內(nèi)只能提供小的安裝空間以及離導(dǎo)電部分只有小的間距仍能順利地就位。此外，在外殼壁11與測試按鈕1之間借助于在本實施方式中通過卡鎖元件19a和19b實現(xiàn)的卡鎖連接所集成的卡扣功能，使得在將測試按鈕1安裝在保護開關(guān)外殼11、14中時并因而在保護開關(guān)12整體組裝時能特別簡單地進行裝配。通過用塑料來制成供在保護開關(guān)的功能測試中被操縱后的測試按鈕復(fù)位用的所述彈性件7、7′，即使在FI或DI保護開關(guān)12外殼11、14內(nèi)擁擠的空間狀況下也能可靠地保持必需的漏電距離和空氣隙。
權(quán)利要求
1.一種故障電流保護開關(guān)(12)，它包括一個外殼(11、14)和一個測試按鈕(1)，該測試按鈕在外殼內(nèi)與一個用于按鈕復(fù)位的彈性件(7、7′)共同工作，其特征在于該彈性件(7、7′)用塑料制造。
2.按照權(quán)利要求1所述的故障電流保護開關(guān)，其特征在于所述彈性件(7、7′)成形在塑料制的測試按鈕(1)上。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的故障電流保護開關(guān)，其特征在于所述彈性件(7、7′)設(shè)計為蛇曲狀或L狀。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的故障電流保護開關(guān)，其特征在于所述測試按鈕(1)具有一個按鈕頭(2)和一個成形在按鈕頭上的框狀按鈕桿(3)，該按鈕桿中容納所述彈性件(7、7′)。
5.按照權(quán)利要求4所述的故障電流保護開關(guān)，其特征在于一個L狀的測試按鈕(1)，它的一個構(gòu)成按鈕桿(3)的L狀邊(1a)可移動運動地貼靠在外殼壁(11)上，而它的另一個構(gòu)成支承肩(2a、2b)的L狀邊(1b)則貼靠在一個橫向于外殼壁(11)延伸的外殼橫臂(14)上，該外殼橫臂上有一個被測試按鈕(2)穿過的橫臂缺口(15)。
6.按照權(quán)利要求1至5之一所述的故障電流保護開關(guān)，其特征在于所述測試按鈕(1)借助一個可移動運動的卡鎖連接裝置(2a、19a；2b、19b)固定在外殼(12)內(nèi)。
7.按照權(quán)利要求4至6之一所述的故障電流保護開關(guān)，其特征在于所述框狀按鈕桿(3)中容納一穹頂狀的作為彈性件(7、7′)止擋的外殼輪廓(9)。
8.按照權(quán)利要求7所述的故障電流保護開關(guān)，其特征在于在外殼輪廓(9)上成形至少一個卡鎖元件(19a、19b)，它搭扣在一個面朝它的框側(cè)(2a、2b)上。
9.按照權(quán)利要求8所述的故障電流保護開關(guān)，其特征在于所述卡鎖元件(19a、19b)有一個引入斜面(20)。
10.按照權(quán)利要求1至9之一所述的故障電流保護開關(guān)，其特征在于在測試按鈕(1)端側(cè)成形有一用于接觸弓(17)的定位凸起(18)或成形有一用于一滑動接點(27)的支承板(26)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種FI或DI保護開關(guān)(12)，它包括一個外殼(11、14)和一個測試按鈕(1)，該測試按鈕在外殼內(nèi)與用于按鈕復(fù)位的彈性件(7、7′)共同工作，為了簡化裝配和保持保護開關(guān)(12)各導(dǎo)電部分之間所需要的漏電距離和空氣隙，本發(fā)明的彈性件(7、7′)優(yōu)選與測試按鈕(1)一樣用塑料制成。
文檔編號H01H83/00GK1457072SQ0310180
公開日2003年11月19日 申請日期2003年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月8日
發(fā)明者杰拉爾德·諾埃爾, 伯恩哈德·施米德 申請人:西門子公司