设备模块、串接组装设备和接触弹簧的制作方法

本发明涉及一种设备模块，该设备模块用于由至少两个设备模块构成的、模块化串接组装设备，设备模块具有模块壳体，模块壳体带有仅一个划分单位的宽度。模块壳体具有正面、与正面相对的固定面以及连接正面和固定面的窄面和宽面。设备模块还具有移动触点，移动触点布置在模块壳体中并与同样布置在模块壳体中的固定触点形成开关接触。本发明还涉及一种模块化构成的多极的串接组装设备，其具有第一设备模块以及第二设备模块，第二设备模块与第一设备模块机械连接。本发明还涉及一种用于实现辅助接触功能的接触弹簧。

背景技术：

1、机电保护开关设备，如断路器、微型断路器、故障电流断路器和电弧或燃烧断路器，用于监控和保护电路，特别是在电力供应和分配网络中用作开关和安全元件。为了监控和保护电路，保护开关设备通过两个或更多连接端子与要监控的电路的电气线路进行电气连接，以便在必要时中断各监控线路中的电流。为此，保护开关设备有至少一个开关接触，当出现预定状态时，例如检测到短路或故障或故障电流时，开关接触可以打开，以断开受监控电路与电网。这种保护开关设备在低压技术领域也被称为串接组装设备。

2、断路器专为大电流而设计。微型断路器也称为“miniaturecircuitbreaker”(mcb)是电气设备中所谓的过流保护设备，尤其用于低压网络。断路器和微型断路器可确保在短路情况下安全断开，并保护用电器和系统免受过载，例如防止电缆因电流过大而过热损坏。断路器的设计目的是在发生短路或过载时自动切断要监控的电路，从而断开与其他电网的连接。因此，断路器和微型断路器在电力供应网络中特别用作监控和保护电路的开关和安全元件。断路器原则上由文献de102015217704a1、ep2980822a1、de102015213375a1、de102013211539a1或ep2685482b1已知。

3、要中断单相线路，一般使用单极微型断路器，其宽度通常为一个划分单位(相当于约18mm)。对于三相连接，可使用三极微型断路器(作为三个单极开关设备的替代)，其宽度为三个划分单位(约54mm)。三相导线各分配一个极，即一个开关点。如果除三相导体外，中性线也需要断开，就使用四极设备，它有四个开关点：三个用于三相导体，一个用于公共中性线。

4、还有一种紧凑型微型断路器，其壳体宽度仅为一个划分单位，为每条连接线提供两个开关接触，即用于两条相线(1+1型紧凑微型断路器)或用于一条相线和中性线(1+n型紧凑微型断路器)。这种窄型设计的紧凑型微型断路器原则上可从de102004034859a1、ep1191562b1或ep1473750a1已知。

5、故障电流断路器是一种保护设备，用于确保防止电气设备中出现危险的故障电流。当线路的带电压部分与大地发生电气接触时，就会产生这种故障电流(也称为差动电流)。例如，当人触及电气设备的带电压部分时就会出现这种情况：在这种情况下，电流会作为故障电流向地流过人的身体。为了防止这种人体电流，在发生这种故障电流时，故障电流断路器必须快速、安全地将电气设备在所有极与电网断开。在一般使用中，故障电流开关(fi开关)、差动电流开关(di开关)或rcd开关(residual current protective device)替代术语“故障电流断路器”。

6、电弧或燃烧保护开关用于检测电缆故障点(如电缆夹松动或电缆断裂)可能发生的故障电弧。如果故障电弧与用电器串联，由于受到用电器限制，正常工作电流通常不会被超出。因此，传统的过流保护设备(如熔断器或断路器)无法检测到故障电弧。为了确定是否存在故障电弧，燃烧保护开关测量一段时间内的电压曲线和电流曲线，并根据故障电弧的特性曲线进行分析和评估。在技术文献中，这种用于检测故障电弧的保护设备被称为“电弧故障检测设备”(简称afdd)。在北美，通常使用“电弧故障断路器”(简称afci)这一术语。

7、也有将故障电流断路器的功能与微型断路器的功能相结合的设备设计：这种组合式保护开关设备在德语中称为fi/ls，在英语中称为rcbo(residual current operatedcircuit-breaker with overcurrent protection)。与单独的故障电流断路器和微型断路器相比，这些组合设备的优势在于每个电路都有自己的故障电流断路器：通常一个故障电流断路器用于多个电路。如果出现故障电流，所有受保护电路都会因此断开。通过rcbo分别只有受影响的电路被切断。

8、越来越多的功能被集成到设备中，即正在开发的组合式保护开关设备涵盖了多个单独设备的功能范围：除了上述将传统故障电流断路器(fi)的功能范围与微型断路器(ls)的功能范围相结合的fi/ls保护开关设备外，还有其他设计，例如将燃烧保护开关的功能集成到mcb、rcd或rcbo/fils等现有设备中。

9、为了限制或减少由此产生的大量用于各种应用的串接组装设备，从而降低单个设备的制造成本，尝试按照积木式原理模块化地制造设备：在模块化设计中，系统由组件沿定义的接口组装。待由组合构件形成的保护开关设备被分为不同的构件组或组件(称为模块)，各单个模块之间的接口被精确定义。在形式和功能合适时，可以由不同的模块构成不同的保护开关设备，其中选定的模块通过预定义的接口相互配合。

10、建筑物的电气设备通常需要大量的保护开关设备，这些设备被组合在一起，并相邻排列在所谓的电气安装配电器中，也称为配电器箱或简称配电器。借助可安装到这些串接安装设备之一的辅助开关，还可以远距离发送相关串接安装设备触发的报告，以便快速、方便地记录故障。然而使用这种辅助开关的缺点是需要在电气安装配电器内额外的安装空间。不过并非所有应用都是如此。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题是提供一种用于模块化构造的多极的串接组装设备的设备模块、这种串接组装设备和接触弹簧，借助它们可以以节省空间和成本有利的方式实现对于多极模块化构造的串接组装设备的附加辅助开关功能。

2、上述技术问题根据本发明通过按照独立权利要求的设备模块、模块化构造的多极串接组装设备和接触弹簧解决。从属权利要求的主题是本发明的有利实施例。

3、根据本发明的设备模块用于由至少两个设备模块构成的、多极的、模块化串接组装设备，设备模块具有模块壳体，模块壳体带有仅一个划分单位的宽度。模块壳体具有正面、与正面相对的固定面以及连接正面和固定面的窄面和宽面。设备模块还具有移动触点，移动触点布置在模块壳体中并与同样布置在模块壳体中的固定触点形成开关接触。此外，设备模块还具有由螺旋扭力弹簧和压缩弹簧构成的接触弹簧。螺旋扭力弹簧具有第一边腿和第二边腿，当开关接触闭合时，第一边腿与移动触点接触。压缩弹簧具有第一端和第二端，第一端从形成在宽面的开口中伸出，使得串接组装设备的能布置在第二设备模块中的接触元件(或称为触点元件)是可接触的。螺旋扭力弹簧的第二边腿与压缩弹簧的第二端机械连接。

4、构成多极模块化串接组装设备的至少两个设备模块具有单极串接组装设备的标准宽度，即一个划分单位(相当于约18mm)，并且在安装状态中“宽面对宽面”地并排布置并相互固定。通过串接组装设备的这种模块化结构，无需进行大量额外的设计成本，即可实现大量在极数和功能方面不同的设备变体。

5、借助接触弹簧可实现所谓的辅助接触功能：串接组装设备具有用于中断电流的开关接触(或称为开关触点)，其由固定触点和可相对此移动的移动触点构成。当串接组装设备接通时，布置在设备模块中的移动触点向在那里位置固定布置的固定触点挤压，从而闭合开关接触。在移动触点移动的过程中，接触弹簧的构造成螺旋扭力弹簧的区段的第一边腿同时通过移动触点接触，由此闭合所谓的辅助接触。换句话说：一旦开关接触闭合，即一旦串接组装设备接通，则辅助接触就闭合。在具有至少两个设备模块的串接组装设备的安装状态中，该信息可通过接触弹簧的设计为压缩弹簧的区段通过其第一端传到相邻布置的设备模块上并在那里处理。在此重要的是，即使第二设备模块中布置的接触元件稍有偏移，也能通过压缩弹簧的第一端实现可靠接触。

6、辅助接触功能以此能集成在根据本发明的设备模块中，使得无需为此在配电箱中提供额外的安装空间。此外，在根据本发明的解决方案中，不需要在第一设备模块和至少一个另外的设备模块之间复杂的布线以便与可布置在第二设备模块中的接触元件接触，使得不仅可以节省空间，还能以较低成本实现额外的辅助开关功能。

7、在设备模块的有利的改进中，接触弹簧通过第二边腿支撑在模块壳体上。这样，螺旋扭力弹簧产生的弹力就可以传递到设备模块的壳体中。

8、在设备模块的另一个有利的改进中，螺旋扭力弹簧具有柱形、锥形或桶形的第一弹簧体，第一和第二边腿在其端部突出。第一弹簧体的这种形状使实现简单和低成本制造。第一和第二边腿表示弹簧体的两个端部并且可以从弹簧体切向或径向突出。

9、在设备模块的有利的改进中，接触弹簧通过第一弹簧体支承在模块壳体上。接触弹簧通过第一弹簧体的支承例如可以通过拱顶进行，该拱顶构造在设备模块的壳体上并且第一弹簧体简单地插在拱顶上。这是用于固持接触弹簧的简单低成本的方案。

10、在该设备模块的另外的有利的改进中，压缩弹簧具有柱形、锥形或桶形的第二弹簧体。

11、压缩弹簧具有接触弹簧的柱形、锥形或桶形，即膨出式卷绕的第二弹簧体，其端部构成压缩弹簧的第一端和第二端。在此重要的是，即使第二设备模块中布置的接触元件位置稍有偏移，也能通过压缩弹簧的第一端实现可靠的接触。

12、在该设备模块的另外的有利的改进中，第一弹簧体的定向方向与第二弹簧体的定向方向平行定向。

13、在该设备模块的另外的有利的改进中，接触弹簧由金属半成品一体成形地构成。接触弹簧的制造成本由此可以进一步降低。

14、在该设备模块的另外的有利的改进中，设备模块被设计为rcd模块。术语“rcd模块”指的是模块化构成的、多极串接组装设备的设备模块，其包含用于实现故障电流断路器功能的构件组和组件。也可使用术语“故障电流断路器模块”代替术语“rcd模块”。

15、根据本发明的模块化构造的多极串接组装设备具有上述类型的第一设备模块和与第一设备模块机械连接的第二设备模块。在此，安装在第一设备模块中的接触弹簧与串接组装设备的在第二设备模块中布置的接触元件相接触。关于具有上述类型的第一设备模块的根据本发明的模块化构造的多极串接组装设备的主要优点参考上述对根据本发明的设备模块的优点的解释。

16、在模块化构造的多极串接组装设备的有利的改进中，第二设备模块设计为mcb模块。术语“mcb模块”是指模块化多极串接组装设备的设备模块，其包含用于实现微型断路器功能的构件组和组件。也可以使用术语“微型断路器模块”代替术语“rcd模块”。

17、在另一个有利的改进中，模块化多极串接组装设备具有至少一个另外的设备模块。例如串接组装设备可设计为三极或四极。因此对于一个另外的设备模块可构成三极串接组装设备，对于两个另外的设备模块可构成四极串接组装设备。单个设备模块在此都是“宽面对宽面”地并排布置和相互固定的。

18、根据本发明的用于具有第一设备模块和第二设备模块的模块化构造的串接组装设备的接触弹簧具有可安装在第一设备模块中的螺旋扭力弹簧，螺旋扭力弹簧具有卷绕的第一弹簧体以及从第一弹簧体伸出的第一和第二边腿，其中可借助第一边腿接触布置在第一设备模块中的串接组装设备的移动触点。此外，接触弹簧具有压缩弹簧，压缩弹簧具有卷绕的第二弹簧体，第二弹簧体具有第一端和第二端，其中通过第一端可接触布置在第二设备模块中的串接组装设备的接触元件。螺旋扭力弹簧的第二边腿通过连接区域与压缩弹簧的第二端机械连接。

19、借助根据本发明的接触弹簧可以以简单经济的方式为由多个设备模块构成的模块化多极串接组装设备实现额外的辅助开关功能。关于按照本发明的接触弹簧的其他优点参阅上文对按照本发明的设备模块和带有这种设备模块的按照本发明的模块化多极串接组装设备的优点的说明。

技术特征：

1.一种设备模块(10)，其用于由至少两个设备模块(10、20、30、40)构成的多极串接组装设备(1)，

2.根据权利要求1所述的设备模块(10)，其中接触弹簧(100)通过第二边腿(112)支撑在模块壳体(12)上。

3.根据前述权利要求之一所述的设备模块(10)，其中螺旋扭力弹簧(110)具有柱形、锥形或桶形的第一弹簧体(113)，第一和第二边腿(111、112)在第一弹簧体端部突出。

4.根据权利要求3所述的设备模块(10)，其中接触弹簧(100)通过第一弹簧体(110)支承在模块壳体(12)上。

5.根据前述权利要求之一所述的设备模块(10)，其中压缩弹簧(120)具有柱形、锥形或桶形的第二弹簧体(123)。

6.根据参照权利要求4的权利要求5所述的设备模块(10)，其中第一弹簧体的定向方向与第二弹簧体的定向方向平行。

7.根据前述权利要求之一所述的设备模块(10)，其中接触弹簧(100)由金属半成品一体成型。

8.根据前述权利要求之一所述的设备模块(10)，其中设备模块(10)设计为rcd模块。

9.一种模块化构造的多极的串接组装设备(1)，

10.根据权利要求9所述的模块化构造的多极的串接组装设备(1)，其中第二设备模块(20)被设计为mcb模块。

11.根据权利要求9至10中任一项所述的模块化构造的多极的串接组装设备(1)，其中串接组装设备包括至少一个另外的设备模块(30、40)。

12.一种接触弹簧(100)，其用于模块化构造的串接组装设备(1)，串接组装设备具有第一设备模块(10)和第二设备模块(20)、-接触弹簧(100)具有螺旋扭力弹簧(110)，螺旋扭力弹簧(110)能安装在第一设备模块(10)中，螺旋扭力弹簧(110)具有卷绕的第一弹簧体(113)和由此伸出的第一和第二边腿(111、112)，

技术总结
本发明涉及一种设备模块(10)，其用于由至少两个设备模块(10、20、30、40)构成的多极串接组装设备(1)，设备模块具有模块壳体(12)，模块壳体具有仅一个划分单位的宽度(B)，模块壳体具有正面(13)、与正面(13)相对的固定面(14)以及连接正面和固定面的窄面(15)和宽面(16)，设备模块具有移动触点(17)，移动触点布置在模块壳体(12)中并与同样布置在模块壳体(12)中的固定触点(18)形成开关接触，设备模块具有接触弹簧(100)，接触弹簧由螺旋扭力弹簧(110)和压缩弹簧(120)构成。

技术研发人员：A·蒙特,W·莱特尔
受保护的技术使用者：西门子股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23